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分布式逆变器并网系统谐振机理研究
分布式逆变器并网系统谐振机理研究
摘要：
随着分布式逆变器在光伏发电系统中的广泛应用，逆变器并网系统谐振问题愈发引起了研究学者和工程师们的关注。本文对分布式逆变器并网系统的谐振机理展开研究，分析了谐振的形成原因和可能的影响因素，并提出了相应的解决方案。通过建立谐振模型和数值模拟，验证了提出的解决方案的有效性。
1.引言
逆变器并网系统是将分布式逆变器输出的直流电能通过变流处理成交流电能，并送入电力网络中。在这个过程中，逆变器并网系统可能会出现谐振问题。谐振是指系统中某些元件的频率与电力网络频率相接近，导致系统产生共振现象。在分布式逆变器并网系统中，谐振问题可能会对系统的可靠性和稳定性产生严重影响。因此，研究分布式逆变器并网系统谐振机理，探索有效的解决方案，对于保证逆变器并网系统的正常运行具有重要意义。
2.谐振机理
2.1谐振形成原因
在分布式逆变器并网系统中，谐振的形成主要源于以下几个方面：
(1)逆变器输出滤波电容和网络电感之间的谐振：逆变器输出滤波电容和电力网络电感之间的谐振是形成谐振的主要原因。当逆变器输出滤波电容与电力网络电感之间的共振频率接近系统频率时，容易导致谐振；
(2)分布式逆变器间的谐振：当多个分布式逆变器同时连接到同一电力网络时，逆变器之间的互相耦合会导致谐振现象的发生；
(3)非线性负载引起的谐振：当分布式逆变器并网系统连接了非线性负载时，非线性负载可能会引起谐振；
(4)逆变器内部元件参数变化引起的谐振：逆变器内部元件参数的变化，如电容器的老化或电感器的磁导率衰减，可能会导致系统的谐振。
2.2影响因素
分布式逆变器并网系统的谐振问题受到多个因素的影响，主要包括：
(1)逆变器的输出功率和容量：逆变器输出功率和容量的增加，会增加系统的振动力度和谐振风险；
(2)电力网络的电感和电容：电力网络元件的参数对谐振问题具有重要影响；
(3)系统的接地方式：逆变器并网系统的接地方式也会对谐振问题产生影响；
(4)负载特性：负载特性对系统的谐振产生一定影响。
3.解决方案
为解决分布式逆变器并网系统的谐振问题，可以从以下几个方面入手：
(1)控制逆变器输出滤波电容和网络电感之间的谐振：通过合理设计逆变器输出滤波电容和增大网络电感，降低两者之间的共振频率，可以有效减少谐振现象的发生；
(2)优化逆变器的控制策略：通过优化逆变器控制策略，减小逆变器输出电流的波动，可以降低谐振发生的概率；
(3)增加系统的耦合电抗：通过增加系统的耦合电抗，减小逆变器之间的互相干扰，可以降低谐振现象的发生；
(4)加强逆变器内部元件的监测和维护：及时监测逆变器内部元件的参数变化，并定期维修和更换老化或损坏的元件，可以减少谐振的风险。
4.实验验证
为验证提出的解决方案的有效性，进行了实验验证。通过建立分布式逆变器并网系统的谐振模型和数值模拟，对提出的解决方案进行了验证，结果表明该方案可以有效地降低系统的谐振风险。
5.结论
分布式逆变器并网系统的谐振问题是一个复杂而重要的问题，本文对其进行了深入的研究。通过分析谐振的形成原因和可能的影响因素，并提出相应的解决方案，为保证逆变器并网系统的可靠运行提供了理论和实践参考。在今后的研究中，可以进一步探索其它有效的解决方案，并开展更加深入的实验研究。