Page 66 - 电力与能源2024年第三期

340 王 颖：基于虚拟电阻的三相光伏并网逆变器谐振抑制方法

位置，并跟踪处理逆变器谐振情况，从而确保并网 进行谐振抑制。首先，对三相光伏并网逆变器谐
稳定性。粒子群优化算法易陷入局部最优解，这 振特征进行提取。
可能导致参数寻优的结果不够理想，进而影响谐 逆变器输出电流在汇入电网时会放大电网阻
振抑制的效果。文献［2］利用有源阻尼环路找出 抗，这有助于分析光伏并网的谐振频率特征。单
了逆变器负性阻抗的情况，并在电容电流阻尼环 一逆变器结构简单，只能产生一个谐振峰 ［5-6］ 。并
路中引入惯性环节，找出了谐振频率的有效范围， 联逆变器数量越多，谐振峰越多，电流也越大。当

使并网系统的谐振情况得到有效的控制。在实际 逆变器的系统参数和工作条件相同时，阻抗放大
应用中，参数会随着运行条件、温度和老化等因素 能更明显地体现谐振特征，对抑制谐振有重要作
发生变化，这会导致模型的准确性下降，从而影响 用。电网阻抗放大之后，谐振频率特征可表示为
谐振抑制的效果。文献［3］则建立了三相滤波等 1 L 1 + L 2 + NL g
f g = （1）
效电路模型，分析了谐振产生的机理，并设计了基 2π L 1 ( L 2 + nL g )C
于虚拟电容和虚拟电阻的优化组合谐振抑制策 式中 f g——谐振频率特征； L 1， L 2——直流侧电

略。考虑到虚拟电容可强化系统的高频滤波能 感、直流共模电感； L g——并网侧电感；N——并
力，简化控制算法，引入电感电压前馈控制以降低 联台数； n——谐振点； C——直流侧电容。
LCL 型逆变器系统的阶次，优化对谐振的抑制效 随着逆变器数量的增加，并网引起的谐振点
果。然而，在实际应用中，系统的复杂性导致模型 逐渐向低频段移动。假设三相光伏并网逆变器引
的简化与实际系统不完全匹配，从而影响抑制性 起的谐振点为固定不变的状态，并网谐振频率逐
能。文献［4］在加权电流控制和电网电压前馈控 渐趋于一个固定值，谐振频率保持在 1.5 kHz 左
［7］
制的基础上引入电容电流反馈环节，通过对新反 右 。当逆变器电感、电容参量相同时，并网谐振
馈环节中反馈系数的设置，实现谐振尖峰的有效 频率受到等效阻抗的影响，谐振特征随着等效阻

抑制。在实际的三相光伏并网逆变器中，非线性 抗的变化而变化。因此，本文利用虚拟电阻来描
因素如死区效应、饱和效应等会对谐振产生影响， 述等效阻抗，避免等效阻抗对谐振特征的影响。
该方法未充分考虑这些非线性因素的影响，导致 1.2 基于虚拟电阻的谐振频率响应分析
谐振抑制策略的不准确。 基于上述获取的逆变器谐振特征，进行光伏
［8］
虚拟电阻是一种用于描述等效阻抗的抽象概 并网逆变器谐振频率响应的分析 。通过分析不
念，能够分析出更加精准的逆变器谐振特性，从而 同参数下的谐振频率响应，可以更好地理解谐振

提高谐振抑制效果。因此，本文结合虚拟电阻的 产生的机理。这有助于在不同工作条件下预测系
优 势 ，设 计 一 种 三 相 光 伏 并 网 逆 变 器 谐 振 抑 制 统的谐振行为，从而提前采取措施来避免或减轻
方法。 谐振的影响。虚拟电阻系统变化根轨迹示意图的
意义在于揭示虚拟电阻与系统性能之间的关系。
1 三相光伏并网逆变器谐振抑制方法
通过观察根轨迹图，可以直观地了解随着虚拟电
1.1 三相光伏并网逆变器谐振特征提取 阻的变化，系统的性能指标如何变化。根据光伏
三相光伏并网逆变器可能因电网负载、等效 并网逆变器的实际情况，改变虚拟电阻的大小，达
电阻和电感变化而引发电路谐振。逆变器参数设 到调节等效阻抗的目标。虚拟电阻系统变化根轨
置、滤波器参数选择和硬件设计的不当也可能导 迹情况如图 1 所示。
致谐振。逆变器谐振会导致电网电压、频率的波 由图 1 可见，虚拟电阻随着系数根轨迹的变
动，甚至会造成电网的不稳定。这可能对其他连 化而变化，系统从 0.01 增加到 2 时，根轨迹在虚轴

接在同一电网上的设备和用户产生干扰和影响。 左侧，并网系统能够保持稳定。λ 1，λ 2，λ 3 为共轭特
因此，为了避免逆变器谐振带来的不利影响，需要 征根，随着虚拟电阻系统的增加，λ 1，λ 2，λ 3 的虚部