諧波是指對周期性的非正弦電量進(jìn)行傅立葉分解后，除了得到和電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列高于電網(wǎng)基波頻率整數(shù)倍的分量，這部分分量就是諧波。諧波含量越少，波形就越接近正弦。

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　　諧波主要來自于電網(wǎng)中的非線性負(fù)載和電力電子設(shè)備，其中并網(wǎng)逆變器是主要的諧波源之一。在逆變器輸出側(cè)，通常由SPWM波控制IGBT等全控型期器件組成的橋式電路，其輸出電壓為含有正弦信號的矩形調(diào)制波，輸出電流為正弦鋸齒波，用傅里葉級數(shù)展開，輸出回路電流信號可分解為只含正弦波的基波和其余各次諧波。

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　　諧波的危害在于使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會引起繼電保護(hù)和自動裝置的誤動作，使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。

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　　隨著不斷增加的光伏并網(wǎng)逆變器，電網(wǎng)正經(jīng)受著巨大的考驗(yàn)，光伏逆變器的技術(shù)指標(biāo)直接決定了逆變器輸出電能的質(zhì)量，其中諧波對電網(wǎng)的影響尤其不可忽視，因此，世界各國都對并網(wǎng)逆變器設(shè)定了一系列的并網(wǎng)諧波標(biāo)準(zhǔn)，比如我國能標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了逆變器額定功率運(yùn)行時，注入電網(wǎng)的諧波電流THDi不得超過5%，并對各分次諧波含量也設(shè)定了限值。

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　　奇數(shù)次諧波分量

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　　偶數(shù)次諧波分量

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　　納通逆變器諧波抑制措施

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　　目前應(yīng)用最廣泛的并網(wǎng)控制算法是比例積分（PI）控制。PI控制具有簡單、參數(shù)整定確定和魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)，但是其難以精確跟蹤時變的交流正弦信號，系統(tǒng)存在穩(wěn)態(tài)誤差，諧波控制效果比較差。

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　　為了更好的控制并網(wǎng)諧波含量，我們引入了重復(fù)控制，是一種基于內(nèi)模原理的控制方法，能夠消除周期性誤差信號和最小化電流諧波含量。但由于重復(fù)控制器中周期延時的存在，使得系統(tǒng)的動態(tài)性能較差?；诓⒕W(wǎng)逆變器的系統(tǒng)模型和重復(fù)控制理論，我們使用了重復(fù)控制和PI控制相結(jié)合的復(fù)合式控制算法，既可以最大的降低并網(wǎng)諧波含量，有能夠提高動態(tài)性能。具體來說，是將PI控制器的誤差輸入信號逐次周期的疊加，當(dāng)輸入誤差不為零時，重復(fù)控制器的輸出會逐漸增長，再將這部分誤差送入控制環(huán)路，從而實(shí)現(xiàn)更高精度的跟蹤控制，有效改善了并網(wǎng)輸出電流的性能指標(biāo)，降低了諧波含量。

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　　以納通8kW單相逆變器為例，在未加入重復(fù)控制器時，逆變器輸出100%負(fù)載的諧波總量為2.3%，25%載時更是達(dá)到了4.2%，特別是25%載時，明顯能看到示波器上波形出現(xiàn)了畸變，36次和39次諧波也略微超標(biāo)。
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　　未加入重復(fù)控制器前100%負(fù)載波形及諧波指標(biāo)（并AC源）
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　　未加入重復(fù)控制器前25%負(fù)載波形及諧波指標(biāo)（并AC源）
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　　在使用復(fù)合式重復(fù)控制算法后，納通8kw單相逆變器100%負(fù)載下的諧波只有0.70%，即使在25%的輕負(fù)載下，波形正弦度有了明顯提升，總諧波含量也只有1.6%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)要求，并且各次諧波也均在限值要求之內(nèi)。
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　　納通8KW單相逆變器100%負(fù)載波形及諧波數(shù)據(jù)（AC源）
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　　納通8KW單相逆變器25%負(fù)載波形及諧波數(shù)據(jù)（AC源）

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　　通過引入復(fù)合重復(fù)控制算法，納通逆變器具有對電網(wǎng)很強(qiáng)的適應(yīng)性，甚至還對電網(wǎng)具有友好的“修補(bǔ)”作用。我們把納通8Kw單相逆變器并入電壓諧波含量2.4%的電網(wǎng)運(yùn)行，納通8KW逆變器依然保持了良好的電流輸出性能。100%和25%負(fù)載的諧波總含量分別只有0.9%和2.4%。
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　　100%負(fù)載波形及諧波數(shù)據(jù)（諧波2.40%市電）
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　　25%負(fù)載波形及諧波數(shù)據(jù)（諧波2.50%市電）

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　　結(jié)論

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　　對于分布式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)而言，因?yàn)榄h(huán)境特性的變化會導(dǎo)致逆變器直流輸入功率經(jīng)常發(fā)生劇烈的變化。因?yàn)榭刂破鞅仨毦哂锌焖俚膭討B(tài)響應(yīng)能力。同時由于是要將交流電能輸送到公共電網(wǎng)，供電網(wǎng)負(fù)載使用，所以又必須要嚴(yán)格的控制并網(wǎng)的諧波含量。

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　　通過重復(fù)控制算法和傳統(tǒng)的PI控制相結(jié)合的復(fù)合控制策略，能夠很好的解決上述問題，可以很好的使系統(tǒng)并網(wǎng)電流質(zhì)量更好，總諧波含量及各次諧波含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于國家標(biāo)準(zhǔn)和IEEE標(biāo)準(zhǔn)要求。