基于digsilent的光伏并网电网谐波分析

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1、基于DIGSILENT的光伏并网电网谐波分析1国网山东省电力公司应急管理中心山东济南250000;2国网新源控股有限公司100761;3国网山东省电力公司青州市供电公司262500;4山东国研电力股份有限公司250000摘要：随着光伏产业发展越来越迅速，大量的分散式光伏并网必然对原有电网谐波产生一定影响。木论文主要分析了光伏并网后电网谐波产生的原因,以及提出了一种检验谐波影响电网程度的方法，并通过DIGSILENT软件进行了实例仿真并分析。关键词:光伏;谐波;DIGSILENTAbstract：Withtheincreasinglyrapidd

2、evelopmentofphotovoltaicindustry,alargenumberofdistributedphotovoltaicgridwillinevitablyaffecttheoriginalharmonicgeneration.Thispapermainlyanalyzesthecauseofgeneratinggridharmonicwhenphotovoltaicsystemconnectsthegridandpresentsamethodfortestingthedegreeofharmonicpowergridand

3、analyzestheexampleusingtheDIGSILENTsoftware.Keywords：photovoltaics;harmonics；DIGSILENT引言随着人类对化石能源使用的不断增加，化石类能源所带来的环境污染、全球变暖等弊端也愈加严重。是以，探求一种清洁能源来替代化石类能源已刻不容缓。在众多新能源里面，太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源，如今受到各个国家的重视。[1]中国太阳能资源十分丰富，在环境条件上完全符合发展太阳能光伏产业。在政府的高度重视下，中国现己跻身世界I•大光伏市场之列。随着光伏产业发展越来越迅速

4、，大量的分散式光伏并网必然会对原有电网谐波产生一定影响。因此，分析光伏并网后的电网谐波己势在必行。本论文将主要从电网谐波方面进行理论分析，找出一种评估谐波对电网影响程度的方法，并基于DIGSILENT软件进行实例仿真分析。1光伏并网后电网谐波理论分析1.1谐波产生原因分析光伏并网前电网谐波主要由电力变压器和非线性负载产生。光伏并网后,由于光伏电源采用了大量的逆变器等电力电子设备，在光伏并网点处会产生大量的谐波，这些谐波在光伏并网总谐波中起主要作用。而且受光照影响而产生的光伏电源出力的间歇性和不稳定性等原因，在光伏并网点处也会产生一定程度的谐波。

5、电力变压器和非线性负载产生的谐波与光伏电源产生的谐波在电力系统中相互叠加，使得谐波增大，增加了危害电力系统的可能性。现阶段大部分光伏电源采用三相六脉冲逆变器，其三相逆变装置线路图如下：图1三相逆变装置线路图图中为滤波电容，主要功能是过滤交流部分，当负载变化吋，使直流更为平滑；〜为三相桥式逆变电路，是逆变器的核心电路；〜和〜是交流滤波电路，主要是将逆变器输出的PWM波变成正弦波。通过三相逆变装置线路图可看出三相六脉冲逆变器所产生的谐波次数分别为(6k&plUsmn;l)次。其交流侧的傅里叶展开式为：⑴[2]1.2谐波计算分析学术上采用波形畸变来表

6、示谐波对电网的影响程度定义。波形畸变是指非基波部分所引起的整个波形的畸变。波形畸变可以用多个指标来表示，经常用的冇单次谐波值、总谐波畸变率、单次简谐波值以及总简谐波畸变率等。本论文用总谐波畸变率来研宄光伏并网后的电网谐波。总谐波畸变率是（THD）是各次谐波含量的方均根值与基波含量的比值（用百分数表示）。⑵式中，是计入的最高次谐波，是各次谐波（非基波）含量，是基波含量。根据GB14549《电能质量¬-公共电网谐波》中规定，0.4kV电压等级公共电网电压总谐波畸变率不得高于5.0%,6kV、10kV电压等级公共电网电压总谐波畸变率不得高于4

7、.0%,35kV、66kV电压等级公共电网电压总谐波畸变率不得高于3.0%,llOkV电压等级公共电网电压总谐波畸变率不得高于2.0%。具体公共电网谐波电压（相电压）限值见下表：1.3实例仿真分析DIGSILENT又称数字仿真和电网计算程序（DigitalSimulationandElectricalNeTwok）,是德国DIGSILENTGmbH公司开发的电力系统仿真软件，在电力系统计算领域具有很高的认可度，被许多大型公司所使用。DIGSILENT可以模拟各种谐波电流源和电压源，对于计算电网谐波非常具有优势。我国内蒙古地区地势平坦，幅员辽阔，

8、人口稀少，日照阳光充足，适合发展光伏产业。本实例以内蒙古赤峰市一条10kV线路为例，光伏于0.4kV低压侧上网。光伏最大出力为548.8kWp，逆变器