光伏逆變器是光伏系統(tǒng)非常重要的一個設備,，主要作用是把光伏組件發(fā)出來的直流電變成交流電,，除此之外,，逆變器還承擔檢測組件、電網(wǎng),、電纜運行狀態(tài),，和外界通信交流，系統(tǒng)安全管家等重要功能,。在光伏行業(yè)標準NB32004-2013中,，逆變器有100多個嚴格的技術參數(shù)，每一個參數(shù)合格才能拿到證書,。國家質(zhì)檢總局每一年也會抽查,，對光伏并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品的保護連接、接觸電流,、固體絕緣的工頻耐受電壓,、額定輸入輸出、轉換效率,、諧波和波形畸變,、功率因數(shù)、直流分量,、交流輸出側過/欠壓保護等9個項目進行了檢驗,。一款全新的逆變器，從開發(fā)到量產(chǎn),，要兩年多時間才能出來,，除了過欠電壓保護等功能外，逆變器還有很多鮮為人知的黑科技,，如漏電流控制,、散熱設計、電磁兼容,、諧波抑制,，效率控制等等，需要投入大量的人力和物力去研發(fā)和測試,。

本文主要介紹逆變器的諧波抑制技術

1,、什么是諧波

我們正常用的電都是正弦波交流電，方向和大小都會產(chǎn)生周期性的變化,，我國的交流電頻率是50Hz,，就是每秒種方向變化50次，按照這種頻率變化的波形叫基波,，電網(wǎng)是97%以上都是基波,，還有一部分就是諧波 (harmonic wave)，是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，頻率為基頻2倍的諧波稱為二次諧波;頻率為基頻3倍的諧波稱為三次諧波;頻率為基頻n倍(以>1的整數(shù)倍)的諧波稱為n次諧波,。此外還規(guī)定,，頻率為基頻的奇數(shù)倍的那些諧波，統(tǒng)稱為奇次諧波;頻率為基頻的偶數(shù)倍的那些諧波,，統(tǒng)稱為偶次諧波。

2,、光伏逆變器為什么要抑制諧波

諧波不但沒有用途,，還有十分嚴重的危害。由于大部分設備都是包括電動機在內(nèi)的感性設備,，只能吸收基波,，高次的諧波會轉化為熱量或者振動，造成電氣設備過熱,、產(chǎn)生振動和噪聲,，并使絕緣老化，使用壽命縮短,，甚至發(fā)生故障或燒毀;在電力傳送過程中,，諧波由于頻率高，產(chǎn)生的阻抗大,，因此會多消耗電能,，造成電能生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低;諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振,，使諧波含量放大,，造成電容器等設備燒毀，或者某些頻段的設備不能正常工作;諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作,，使電能計量出現(xiàn)混亂,。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設備和電子設備會產(chǎn)生嚴重干擾,。

3,、逆變器如何減少諧波含量

組件發(fā)出來的是直流電，經(jīng)過逆變橋變化之后,，大小和方向都發(fā)生了改變,，但還不是純正弦波交流電，電流和電壓都不是連續(xù)的,，含有大量諧波,，要經(jīng)過處理才能變成純正弦波交流電，這個過程就是濾波,。光伏逆變器輸出諧波分為兩部分,，一是高次諧波，來源于調(diào)制方式,，二是低次諧波,，來源于開關死區(qū)效應,、器件參數(shù)漂移、采樣誤差,、控制參數(shù)不匹配等,。

逆變器主要從硬件上和軟件上兩個方面去抑制諧波。

硬件上主要是濾波電路,，目前逆變器常用的濾波方式有：L,，LC，LCL等三種方式,。電感是主要特性是電流不能突變,，利用這個特性，可以把逆變橋不連續(xù)的電流為轉變?yōu)檫B續(xù)的電流;電容的特性是電壓不能突變,，利用這個特性,，可以把逆變橋不連續(xù)的電壓為轉變?yōu)檫B續(xù)的電壓。

L為單電感濾波器,，結構簡單,，價格便宜，對低頻諧波抑制作用明顯,，但高頻諧波抑制不夠理想,，需要較大的電感或者較高的頻率來降低諧波電流，因此單電感濾波器通常用于小功率離網(wǎng)逆變器;LC為二階濾波,，增加了一個電容,，具有較高的濾波能力，一般用于集中式大功率逆變器,，后面接隔離變壓器,，因為最后是電容，多臺并聯(lián)會引起環(huán)流;LCL為三階濾波,，增加一個電容和一個電感,，抑制高頻諧波能力強，濾波器的電感輸出,，可以多臺并聯(lián),，通常應用于中大功率組串式逆變器，但逆變器控制算法復雜,，容易導致系統(tǒng)不穩(wěn)定,。

4、逆變器軟件上采取的主要方法有：

(1)提高開關頻率：逆變器的開關頻率越高,，控制帶寬越寬,，對于寬范圍的電流諧波抑制更充分，為保證穩(wěn)定性，逆變器的控制帶寬通常取開關頻率的1/10左右,。逆變器控制算法中輸出電壓為正弦波,，當經(jīng)過逆變器調(diào)制輸出PWM波有畸變時，將影響逆變器的輸出諧波與控制效果,。提高開關頻率與輸出PWM電平數(shù)有助于降低PWM波形的畸變率,，。

(2)并機諧波抵消能力：1個方陣多臺組串式逆變器距離升壓變壓器距離不一樣,，線路阻抗會有差異,。線路阻抗會等效改變并網(wǎng)LCL濾波器中的電感，不同的濾波器參數(shù)會改變諧波的相位,。當多臺組串式逆變器并聯(lián)工作時，諧波成分將會由于相位的差異而部分相互低消,，降低系統(tǒng)整體的諧波值,。

(3)消除諧波的軟件控制技術：由于逆變器采用高速度的數(shù)字處理器，可以采用很復雜的算法,，如重復控制的電流控制器算法,，原理是任何周期性的信號都可以分解為直流、基波以及各次諧波之和,，因此只要在控制系統(tǒng)的前向通道中在這些頻率處加入無窮大的增益,，就可以實現(xiàn)對這些頻率處指令的無靜差跟蹤和擾動抑制。

5,、逆變器的電磁兼容標準

中國和國外關于并網(wǎng)逆變器的標準(鑒衡金太陽標準,、IEEE1547、IEC61000-3-12,、VDE0126)和并網(wǎng)光伏電站的標準(GB/T 19964-2012,、GB 14549、GB 24337,、VDE4105,、BDEW)對逆變器或光伏電站的諧波電流絕對值進行要求。對于逆變器不同負載率下的諧波電流,，要求絕對值不大于滿載下的諧波電流絕對值,。中國金太陽標準中規(guī)定了逆變器額定功率運行時，注入電網(wǎng)中的諧波電流THDi不超過5%;同時,，在30%,，50%，70%負載點處的諧波電流不超過額定功率運行時的,。