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光伏功率调节比例谐振二阶谐波抑制方法汇报人：2024-01-20

contents目录引言光伏功率调节系统概述比例谐振控制策略二阶谐波抑制方法仿真与实验验证结论与展望

01引言

123光伏发电作为可再生能源的重要组成部分，具有清洁、可持续等优点，在全球范围内得到了广泛应用。随着光伏并网发电系统的规模不断扩大，光伏功率的波动性和间歇性对电网的稳定运行产生了严重影响。光伏功率调节比例谐振二阶谐波抑制方法的研究对于提高光伏并网发电系统的稳定性和电能质量具有重要意义。背景与意义

01国内外学者在光伏功率调节方面进行了大量研究，提出了多种控制策略和优化方法，如最大功率点跟踪（MPPT）控制、电压/电流控制等。02在谐波抑制方面，传统的谐波抑制方法主要包括有源滤波和无源滤波两种。其中有源滤波具有动态响应快、谐波抑制效果好等优点，但成本较高；无源滤波成本较低，但谐波抑制效果有限。03针对光伏并网发电系统的谐波问题，国内外学者提出了多种谐波抑制方法，如基于比例谐振控制器的谐波抑制方法、基于重复控制器的谐波抑制方法等。国内外研究现状

本文旨在研究一种基于比例谐振控制器的光伏功率调节及二阶谐波抑制方法，以提高光伏并网发电系统的稳定性和电能质量。研究目的首先分析光伏并网发电系统的功率波动和谐波产生机理；其次设计比例谐振控制器，实现光伏功率的快速调节和二阶谐波的有效抑制；最后通过仿真和实验验证所提方法的有效性和优越性。研究内容本文研究目的和内容

02光伏功率调节系统概述

光伏电池原理光伏电池是一种利用光生伏特效应将太阳能转换为电能的装置。当光线照射在光伏电池上时，光子与电池内部的电子相互作用，使电子从价带跃迁到导带，产生光生电流。光伏电池特性光伏电池的输出特性受光照强度、温度、光谱分布等因素的影响。在标准测试条件下（STC），光伏电池的输出功率与光照强度和电池温度之间的关系可以用特定的数学模型描述。光伏电池原理及特性

MPPT技术是一种实时调整光伏电池工作状态的方法，以使其始终工作在最大功率点（MPP）。通过测量光伏电池的输出电压和电流，MPPT控制器可以计算出当前的功率输出，并与前一个状态的功率输出进行比较，从而调整电池的工作电压或电流，使其向MPP移动。最大功率点跟踪（MPPT）原理常见的MPPT算法包括扰动观察法（PO）、电导增量法（IncCond）等。这些算法通过不断扰动光伏电池的工作状态并观察其输出功率的变化来寻找MPP。MPPT算法最大功率点跟踪技术

VS光伏并网逆变器是将光伏电池产生的直流电转换为与电网同频同相的交流电的装置。其工作原理是将直流电通过逆变器内部的开关器件进行高频调制，然后经过滤波电路滤除高频谐波，得到与电网同频同相的正弦波交流电。光伏并网逆变器结构光伏并网逆变器通常由输入滤波电路、DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路、输出滤波电路以及控制电路等部分组成。其中，输入滤波电路用于滤除光伏电池输出直流电中的纹波；DC/DC变换电路用于实现直流电压的升压或降压；DC/AC逆变电路将直流电转换为交流电；输出滤波电路用于滤除逆变器输出交流电中的谐波；控制电路则负责整个逆变器的运行控制和保护。光伏并网逆变器原理光伏并网逆变器原理及结构

03比例谐振控制策略

比例谐振控制器（ProportionalResonantController,PR控制器）是一种在特定频率处具有无穷大增益的控制器，适用于光伏系统中的谐波抑制。PR控制器通过引入谐振环节，在谐波频率处产生谐振峰值，从而实现对谐波信号的精确跟踪和抑制。PR控制器的设计需要考虑系统稳定性、动态响应速度和谐波抑制效果等因素。比例谐振控制器原理

设计步骤包括确定控制器结构、选择适当的谐振频率和谐振带宽、调整控制器参数等。控制器结构一般采用典型的PI（比例-积分）控制器或PID（比例-积分-微分）控制器，并在其基础上添加谐振环节。谐振频率的选择应根据光伏系统中存在的主要谐波成分来确定，而谐振带宽的选择则会影响控制器的谐波抑制效果和稳定性。比例谐振控制器设计

性能分析主要包括稳定性分析、动态响应分析和谐波抑制效果评估。动态响应分析可通过仿真或实验手段，观察系统在阶跃响应、频率响应等方面的表现，以评估控制器的动态性能。比例谐振控制器性能分析稳定性分析可采用根轨迹法、频率响应法等经典控制理论方法，确保控制器在稳定工作状态下具有良好的性能表现。谐波抑制效果评估可通过对比系统加入PR控制器前后的谐波含量、总谐波畸变率（THD）等指标，定量评价控制器的谐波抑制效果。

04二阶谐波抑制方法

03电网背景谐波电网中存在的背景谐波会叠加到光伏系统输出电流上，进一步加剧二阶谐波问题。01光伏系统非线性特性光伏电池的输出特性受光照、温度等非线性因素影响，导致输出电流中含有谐波成分。02逆变器开关过程逆变器