電力新聞電源廣受客戶歡迎的古瑞瓦特技術專題系列現在來到了第三期，本期分享的是組串式逆變器多機并聯諧振問題分析，后續更多技術專題分享以及公司信息請繼續關注古瑞瓦特官網www.growatt.com以及官方微信號Growatt_New_Energy。一、并聯諧振問題產生的背景光伏規模日益增大，分布式光伏電站和大型地面光伏電站單體容量也越來越大

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2017-09-12 21:36:13 · 北極星電力網閱讀：3994

廣受客戶歡迎的古瑞瓦特技術專題系列現在來到了第三期，本期分享的是組串式逆變器多機并聯諧振問題分析，后續更多技術專題分享以及公司信息請繼續關注古瑞瓦特官網www.growatt.com以及官方微信號Growatt_New_Energy。

一、并聯諧振問題產生的背景

光伏規模日益增大，分布式光伏電站和大型地面光伏電站單體容量也越來越大。隨著組串式逆變器方案越來越多被廣大光伏業主所接納和應用，在同一個并網點下的逆變器數量越來越多，且部分并網點遠離發電廠及負荷區，于是越來越多的業主開始擔心組串式逆變器多機并聯諧振問題，因為光伏電站一旦發生諧振問題，就會導致逆變器大面積脫網問題，給業主造成巨大的經濟損失。

二、并聯諧振問題及其危害是什么？

我們先看兩個歷史事故：

1831年，一支高歌凱旋的騎兵隊雄赳赳、氣昂昂地通過英國曼徹斯特附近的一座吊橋。洪亮而由節奏的“嗒、嗒、嗒”的馬蹄聲充分展示了隊伍的雄風。然而，隨著一聲巨響，大橋突然倒塌，人馬紛紛墜入河中，死傷慘重。

1906年的某一天，俄國首都彼得格勒有一支全副武裝的沙皇軍隊正步伐整齊、不可一世地通過堅固無比，縱然跑過千軍萬馬也難以撼動的愛妃華特大橋。可就在指揮官正洋洋得意地指揮軍隊前進時，突然橋身劇烈振動起來。然后伴著一聲巨大的斷裂聲，大橋崩塌了。頓時，軍官、士兵、輜重、馬匹紛紛落水，馬嘶人叫，狼狽不堪。

以上兩起事故均由共振現象所引起。共振，振動體在周期性變化的外力作用下，當外力的頻率與振動體固有頻率相等或相近時，振動的幅度就急劇增大，共振所造成的危害超出人類的想象。

光伏電站中組串式逆變器產生并聯諧振的現象與大橋共振的現象十分相似。如果把逆變器比作士兵，大橋比作電網，當并聯的逆變器多到一定數量的時候，在某個頻率點產生共振，即會導致“大橋倒塌“，即脫網。而且諧振的風險與電網的強弱也有直接關系，對于一些線路較長，處于遠端位置的電網環境，則更容易產生諧振脫網現象。

三、并聯諧振問題的本質原因分析

目前，市場上所有光伏逆變器廠商都標示自己的產品總體諧波畸變率THD小于3%，即向電網系統注入的諧波總量不會超過本身基波3%。下圖3.1為大型光伏電站中組串式逆變器多機并聯示意圖。

圖3.1大型電站中組串式逆變器多機并聯方案示意圖

組串式逆變器多機并聯時可以等效為下圖3.2所示系統模型圖。

圖3.2大型電站中組串式逆變器多機并聯系統模型圖

當光伏電站采用組串式逆變器多機并聯時，系統總體的諧波畸變率可以表示為：

上述分析表明：理論上講，系統如果是穩定的，當每臺光伏逆變器總體諧波畸變率THD小于3%，那么系統總體諧波畸變率小于3%。

四、并聯諧振問題的解決方法

通過分析并聯諧振問題的本質原因，結合光伏并網逆變器的應用實際情況，我們找到了該問題的解決方法，通過調整光伏并網逆變器的軟件控制算法進行阻抗匹配，從本質上消除系統阻抗影響，使系統趨于穩定。具體實驗比較結果如下：

圖4.1未加入控制算法的電網波形

從上圖4.1可以看到，未加入控制算法前，系統電流波形出現嚴重振蕩，系統處于非常不穩定狀態。

圖4.2加入控制算法后的電網波形

從上圖4.2可以看到，加入控制算法之后，系統電流波形幾乎沒有發生振蕩，系統處于十分穩定狀態。

結論：光伏電站系統由于存在系統阻抗，使光伏逆變器多機并聯存在不穩定因素，而且隨著光伏逆變器并聯的數目增多，這個系統阻抗對于光伏逆變器系統穩定的影響越來越大，從而導致并聯諧振的發生。Growatt公司產品采用獨創性的控制算法，能夠降低系統阻抗對逆變器的影響，徹底消除此種不穩定現象，從而有效避免并聯諧振問題的發生。

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