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同理可得其他电流分量表达式: 将式(12)和(14)进行相加之后得到iα,将式(13) 和(15)进行相加之后得到iβ,然后计算出电流基波和低次谐波的幅值。将其数值代入电流总谐波畸变率THD表达式: 式中I1和In分别为电流基波和谐波分量的有效值或幅值。 根据上述分析可知,电网电压不平衡情况下,当功率参考P*和Q*一定时,并网电流中将出现大量谐波,主要以低次(3次、5次、7次)谐波为主,谐波幅值随着谐波次数的增加而减小,电流总谐波畸变率较大,远高于IEEE Std.929-2000规定THD小于5%的标准。 1.3 并网电流谐波消除方案及功率波动分析 根据第1.2节分析可知,并网电流谐波产生的根本原因在于并网电流(见式(5)—(8))表达式中分母项含有正弦分量2U +U −cos(2ω t)。根据式(11)和三 角函数正交定理可知,如果能消除该正弦分量,则电流谐波分量幅值bn = 0,即不含谐波分量。事实上,采用陷波器可以较容易地实现上述目标,此时式(6)和(7)可改写为 式中F(s) = (s2 + ω 2)/(s2 + ω s + ω 2)。 值得注意的是,电网频率偏移会对陷波器F(s) 滤波效果产生影响,故设计时应予以考虑。IEEE Std.929-2000标准中规定光伏系统并网运行允许的 频率范围为(49.3~50.5)Hz[16]。本文设计的F(s)在频 率边界最大误差为2.7%@49.3 Hz和1.4%@ 50.5 Hz,而在频率边界范围内误差均小于上述值,因此电网频率偏移对陷波器F(s)影响很小。 根据式(17)和(18)可知,此时并网电流中只含基 波正序分量和负序分量,不含谐波分量。然而,由 于忽略了分母项中的正弦分量,导致了实际并网有 功和无功功率出现波动,下面将分析功率波动产生 的机理及量化分析。 根据瞬时功率理论可知,电网电压不平衡情况 下,功率波动可表示为 根据式(17)、(18)可知: |