徐健（秦皇岛市第一医院，河北秦皇岛066000）
摘要：虽然电网传送有功电能以正弦电流方式传送相对较为简单，但是对电网中的电能质量却无法进行控制和改善，本文主要根据谐波分解机无功理论的方法提出具有谐波补偿功能的并网逆变器的方法，这是一种新型的并网逆变器，除了有最基本的传送电能的功能外，还可以根基电网中电能质量情况向电网输送无功和谐波，达到补偿或抑制的作用。
关键词：谐波补偿；并网逆变器；无功；电能质量
并网逆变器一般仅仅只设计传输到电网的借口，也就是说只有从逆变器到公用电网可以注入电流达到与电网电压相同相位的正弦波，虽然单台逆变器的功率非常有限，对大电网中的无功谐波无法补偿，但随着并网逆变器的不断应用与发展，在一定范围内是完全可以达到补偿的目的的。
1电流信号的分解和控制方法
根据三相电路理论，电网的三相电压（Va，Vb，Vc）可以变换到两相静止坐标系（α-β）下，其分量为Vα，Vβ，并在两相静止坐标下得到电压矢量V的位置（角度φ），如图1所示。
图1电压、电流矢量的分解
为将电流分解成无功分量和有功分量，可建立同步坐标系p-q。按照三相瞬时无功理论，对负载电流IL与逆变器的输出电流IR进行坐标系变化，在p-q同步坐标系下可以得到各自的有功分量ILp，IRp与无功分量ILq，IRq。
如果IL，IR中不含有谐波，那么在同步旋转坐标系下，无功分量ILq，IRq为直流；如果IL，IR中含有谐波分量，那么ILq，IRq中除了直流分量以外还包含交流分量。对其中谐波信号的提取，最简单的方法是在p-q坐标中对ILq，IRq用低通滤波器（LPF）滤波，可以方便地得到无功电流的基波分量ILqf，IRqf；和谐波分量ILqh，IRqh。
如果希望逆变器向电网注入的电流IR全部为有功电流，则可以使有功分量IRp。为一正的值，让无功分量IRq-ref=0；电网通过并网逆变器把能量储存于分布式发电系统的蓄电池中，可以使有功分量IRp为负值并IRq-ref=0；如果需要对电网中的无功电流进行补偿，则可以使IRq-ref=IRqf；如果需要补偿电网负载中的谐波电流，则可以使IRq-ref=IRqh；如果希望逆变器向电网传送有功电能的同时，还需要对负载中的无功、谐波进行补偿和抑制，则可以把逆变器的电流控制为：
IRpref=IinjIRaref=ILqf+ILqh=ILq（5）
式中：Iinj为并网逆变器向电网注入的有功电流。
图2为负载电流中无功与谐波分量检测框图。
图2无功与谐波电流的检测
2研究及结果
2.1并网逆变器向电网传送有功电流
并网逆变器最基本也是应用最广泛的功能就是向电网输送有功电流。逆变器输送的电流属于正弦波，而且和PCC处的电网电压V的相位是相同的。对逆变器的控制要求是：
IRpref=IinjIrqref=0K=1（6）
2.2并网逆变器吸收电网的有功电流
在这种模式下工作时，电网中的能量在逆变器的作用下存储到母线上的储能蓄电池上。而实质上，这个时候逆变器是吸收电网中的能量的，处于整流工作状态。如果希望是高功率因数整流。可以按照（7）式所示的方程进行计算，电流方向是由电网到逆变器。
IRpref=IoutIrqref=0K=-1（7）
式中，Iout是并网逆变器从电网吸收电流的大小。
2.3无功补偿模式
在改模式下，并网逆变器有着无功补偿的作用，为了使其效果便于观察，假设负载中无谐波负载和纯电阻负载。也就是说电网中只存在感性负载，此时的控制要求是：
IRpref=0IRqref=ILqf（8）
并网逆变器想电网注入一个和负载电流中功分量极性相反、大小相等的电流，让拉出电网的总电流Is均为有功的分量。在t=0.05s之前逆变器不工作，IS=IL，而且Is比V0t=0.05s要滞后，此时逆变器注入电网一个超前的电流IR，IL中的无功分量即被抵消，总电流IS与电网电压IR同步，无武功分量。
结语
根据仿真结果可以看出，本文所提出的新型并网逆变器新的控制方法和功能扩大了其使用的范围，更好的改善并提高了电能质量在电网传输中的实用。
参考文献
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