摘要：随着我国科技的进步及资源消耗量的日益增大，我国提出了节能减排的概念以及可持续发展的战略。在这样的背景下，分布式发电这一方式诞生了，分布式发电对并网的要求较高。近年来我国电网环境由大电网向弱电网转变，使得分布式发电的弱电网中对多机并网的稳定性有着较高的要求。为了能有效保证弱电网中多机并网的稳定性，也为了促进分布式发电在我国的良好运转，对弱电网中多机并网稳定性进行分析并提出改善方法十分必要。
关键词：弱电网；多机并网；稳定性分析；改善方法
弱电网最大的特点是其存在谐波与阻抗，当多机并网时，采用的滤波器为LCL滤波器，该滤波器会在一定程度上产生谐振，也是其对多机并网稳定性产生影响的最大原因。通常来讲，谐振是通过改变电网中电流及电压的情况，来对弱电网中多机并网的稳定性产生影响，阻抗是对逆变器稳定性产生影响，进而对并网稳定性产生影响。本文中，先就弱电网中多机并网的稳定性进行了分析，最后就提高弱电网中多机并网稳定性的改善方法进行了论述。
一、弱电网中多机并网稳定性分析
（一）LCL滤波特性
根据研究发现，当LCL滤波处于低频条件下，其会对信号造成衰减，此时LCL滤波特性与电感滤波十分接近；而当LCL滤波处于高频条件下，其会对高频谐波产生较强的衰减作用；并且，LCL滤波的系统中，存在一个较明显的谐振点，在该点处，LCL滤波系统可以获得较高的增益值，但是在此时，相同频率的特性曲线会发生改变，进而导致谐振的产生；同时，弱电网中存在多个逆变器之间的耦合关系，其中各个逆变器的LCL滤波回路相互的关联以及线路上分布参数阻抗的影响，在电网中形成了高阶电网络。这一高阶电网络的存在不仅会导致逆变器输出谐波电流放大，严重时则可能会导致多逆变器并联系统的谐振。
在电网中，谐振是指至少两个电信号，呈现出完全相同的周期变化规律，此处的电信号是指，电流及电压的规律性变化。当电路系统为串联，而发生谐振的情况时，若在发生谐振的电路上，给其增加一个较小的电压，这时会在该电路上产生电流，而该电流的大小为无穷大；当电路系统为并联，而发生谐振情况时，在发生谐振的电路上，通过并联的方式增加一个较小的电流，会在该电路两端产生电压，而该电压的大小为无穷大。上述两种情况，都充分说明了当谐振情况发生时，会对电路的稳定性产生影响，因此当谐振在弱电网的多机并网中发生时，会对其稳定性带来较大的影响。并且，在多机并网中产生的谐振大都是高阻抗谐振，该类谐振会导致逆变器并网端电压的快速增高，进而导致逆变器报电网电压过高而脱网，
图1 谐振较弱时输出波形
图2 谐振较强时的输出波形（逆变器最终脱网）
注：蓝色的为并网电流波形，黄色的为并网端电压波形
如图1及图2所示。进而对弱电网中多机并网的稳定性产生影响。
（二）弱电网中逆变器控制
从我国开始研究弱电网多机并网逆变器以来，对其的研究一直是建立在理想电网的基础上进行的。但是，我国大部分光伏电站处于偏远地区，这与专家们建立在理想条件下的研究背景严重不符。在实际的光伏发电并网中，由于长电缆和多级变压器均存在电感参数，使得实际的电路网线呈现出弱电网的性质，而弱电网是存在谐波与阻抗的一类电网，谐波会对逆变器的稳定性产生较大的影响，电网阻抗会导致光伏发电系统的不稳定，还会影响电网系统的稳定性，进而对逆变器的稳定性产生不良影响，进而对多机并网系统的稳定性产生影响。
二、弱电网中多机并网稳定性的改善方法
（一）抑制谐振的方法
针对上文提到的谐振影响弱电网中多机并网稳定性的问题，提出了抑制谐振的方法。目前，我国用于抑制谐振的方法主要有APF和无源阻尼法两种。虽然这两种方法能够有效改善谐振的产生问题，但是由于这两种方法成本较高，并且会在一定程度上降低电网系统的工作效率；并且，这两种方法无法适应并网谐振产生的随机性。因此，上述两种方法在实际中应用较少。电网研究专家针对上述方法的缺点，研究出了一种新的抑制谐振产生的方法，即通过在逆变器中增加智能有源阻尼抑制算法，这是通过遗传算法来调整滤波器参数的一种方法，这不仅可以在一定程度上抑制谐振的产生，而且可以保证电网系统正常的工作效率，进而达到改善弱电网中多机并网稳定性的目的。
（二）提高逆变器的稳定性
提高逆变器的稳定性主要有两种方法，一是通过多谐振调节器抑制谐波产生，二是利用电网电压前馈抑制电网谐波的影响。
1通过多谐振调节器抑制谐波产生
该种方法主要是通过多个谐振调节器，来对电网中存在的低频谐波产生抑制作用，从而达到改善弱电网中多机并网稳定性的目的。在实际应用中，首先需要使用者建立并网逆变器的两相静止模型，再建立双闭环控制结构，并在闭环控制电路中，串入多个谐振调节器，这样可以对电流的无静差跟踪，从而实现对谐波的抑制。但是该方法计算难度较大，设计上也存在较大的难度。
2利用电网电压前馈抑制电网谐波和阻抗的影响
该种方法主要是在前馈补偿的基础上，实现对谐波和阻抗的抑制。该方法相较于前一种方法而言，有着计算方法简单的优点。在理论上，通常使用微分处理的方法对电网电压进行处理，虽然这样能很好的抑制谐波及阻抗的产生，但是会对电网系统带来一定的干扰作用，因此该方法在实际工作中使用的较少。在实际工程中，使用的较多的是通过完全电网电压前馈的方法来实现对谐波及阻抗的抑制。该方法构成的电路结构较为简单，且工作效率高，不会对电网系统产生明显的不良影响。
结束语：
随着我国电力系统的普及，以及电网建设事业的不断进步及发展。在我国节能减排概念以及可持续发展战略的响应下，提高弱电网中多机并网的稳定性，不仅可以节约能源，而且可以有效提高电网系统的工作效率，进而达到契合我国发展主题的目的。虽然目前我国在弱电网中多机并网稳定性的研究中还并不先进，但相信经过不懈的努力与探究，我国在该方面的研究定会得到明显的进展。
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论文作者:唐巍,李晓敏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：谐振论文; 电网论文; 稳定性论文; 弱电论文; 逆变器论文; 方法论文; 谐波论文; 《电力设备》2018年第24期论文;