大型光伏电站谐振影响与电能质量优化策略

本文主要探讨了大型光伏电站并网系统中的谐振现象及其对电能质量的影响。首先，作者通过建立大型光伏电站的诺顿等效模型，对光伏电站的电力转换过程进行了简化，这有助于理解逆变器如何与电网交互。在这个模型中，逆变器的输出电流和并网点电压的表达式被推导出来，这些表达式反映了电网阻抗、无功补偿装置、升压变压器漏感和输电线路阻抗等因素对系统运行的重要作用。 研究发现，电网阻抗，尤其是变压器漏感和长距离输电线路的电抗，对于谐振的发生起着关键作用。当这些参数达到特定条件时，可能导致逆变器和电网之间的谐振，这种谐振不仅可能引发系统振荡，还会影响电能的质量，如电压波动、谐波增多等。特别是随着光伏电站容量的增大，其对电网电能质量的影响会更加显著，因为更大的容量意味着更多的谐波产生。 文中特别强调了光伏电站并网点电压的谐波畸变率问题，指出相比于逆变器输出电流，电压谐波的含量更高，且更容易超出电能质量标准。这表明在设计和运营大型光伏电站时，必须充分考虑到无功补偿策略的优化，以减少谐波对电网的影响。 此外，文章指出，虽然LC和LCL滤波器在小型光伏逆变器中被广泛应用，但在大型光伏并网系统中，尤其是与弱电网相连的情况下，带L滤波器的系统尚未得到充分的研究。因此，本文的研究填补了这一空白，对大型光伏并网系统中的谐振现象以及如何通过合理设计滤波器来改善电能质量提供了有价值的理论支持。 本文的研究对于理解和控制大型光伏电站并网系统中的谐振现象，提升电能质量，以及在实际工程中优化逆变器和电网连接的设计具有重要的实践指导意义。