分布式电源并网产生的谐波

1. 正常运行时并网逆变器输出的谐波

分布式电源并网导致大量的电力电子转换器应用到系统中，例如太阳能光伏电池、燃料电池等并网时，需通过逆变器接入交流电网；微型燃气轮机的输出是高频电压，风电机组的输出电压频率与风力机的转速有关，这些分布式电源并网往往都要经过变流器。

上述变流器是通过电力电子器件的频繁开通和关断来实现电力变换功能的，其输入输出关系具有明显的非线性特征。开关器件频繁的开通和关断容易产生一系列的谐波分量，对电网造成谐波污染。其中开关频率附近的谐波分量幅度较大，是优先需要重视的谐波分量。

2 .特殊运行情况造成的谐波

除了分布式电源正常运行时逆变器必然输出的谐波以外，三相不平衡、直流偏磁等非理想情况也会造成谐波增加。

（1）三相不平衡造成的换流器非特征谐波

三相电压不平衡使换流器的触发角不对称，换流器将产生较大的非特征谐波。以单桥换流器为例，当三相电压不平衡时，换流器除向系统产生6k±1=5，7，11，13，17，19…次特征谐波电流以外，还会产生6k±3=3，9，15，21，27，33…次非特征谐波电流。三相电压不平衡度与3、9、15次非特征谐波电流的关系如图2所示。由图可见，随着三相电压不平衡度的增加，非特征谐波电流也加大。常规换流器是以抑制特征谐波进行设计制造的。非特征谐波电流的出现对换流器的谐波治理提出了更高的要求，直接导致换流器总投资的加大。

（2）直流偏磁造成的波形畸变

各种具有铁芯的电气设备（例如变压器、电抗器等），铁心的铁磁饱和特性使其阻抗在饱和区呈现非线性。当分布式电源并网换流器输出的电流中含有直流分量时，会在变压器等包含铁心的设备中造成直流偏磁现象。发生直流偏磁时，变压器绕组电流的畸变会相当严重，会产生大量的谐波。

3 .DG谐波的特点及危害

DG谐波区别于传统电网谐波之处在于：

a) DG数量多，不同谐波源产生谐波不同，使谐波本身的产生机理、传播特性更加复杂，且更易引发谐波谐振以及稳定性问题；

b) 因分布式电源离负荷近，故产生谐波对附近负荷供电质量影响更明显；

c) 接入配电网电压等级低，阻抗标幺值相对大，谐波电流产生的情况下，线路两端的谐波电压更明显；

d) 新能源接入使用的换流器的开关频率比传统电网的谐波频率更高。

e) DG接入电网，其参数具有较强的波动性与随机性，产生的谐波使电网参数随时变化，谐波分析噪声干扰大。

以上原因就使得分布式电源的接入对电网的谐波带来了不可忽视且复杂的影响。分布式新能源并网在带来谐波问题的同时，若能合理接入，则能与电网背景谐波相互抵消、使网络参数相互匹配，降低电网的谐波水平和谐波谐振发生的几率。