发展可再生能源分布式发电符合节能减排的发展战略,分布式电源中的电力电子装置承担电能变换功能。分布式电源经传输线接入配电网系统时,改变了系统的潮流特征,也改变了传输线的谐波振荡特性。本文针对分布式电源并网系统中传输线上的谐波振荡放大的抑制开展研究,旨在提高分布式并网系统的供电安全。基于均匀传输线模型分析得出配电网背景谐波在不同末端负载情况下传输线的谐波振荡特性。通过分别建立电流控制型(Current-Controlled Method,CCM)和电压控制型(Voltage-Controlled Method,VCM)并网逆变器的诺顿等效模型和戴维南等效模型,研究不同控制类型的逆变器的谐波源特性及输出阻抗特性。结合逆变器的不同谐波源特性,研究分布式电源并网系统中传输线的谐波振荡特征。针对接入电力传输线的小容量CCM型逆变器并网系统,研究传输线谐波振荡特性,分析阻性有源电力滤波器(Resistive Active Power Filter,R-APF)控制方案的阻抗匹配特性,揭示R-APF抑制效果的局限性。并提出一种复合R-APF谐波抑制策略,构建系统控制及实现方案,分析复合R-APF的控制增益特性,通过仿真和实验证实了该方案可有效抑制配电网传输线上谐波异常放大问题。考虑到传输线分布参数特性影响并网逆变器的谐振机理,而复合R-APF具有阻抗重构功能,经研究表明复合R-APF还能够抑制逆变器自身的谐振。针对基于传输线的大规模分布式电源并网系统,考虑分布式电源的高渗透率及并网逆变器谐波与配电网背景谐波在传输线上的交互作用,研究传输线双端谐波源的对称传播特性。通过分析分频控制R-APF的谐波抑制机理及对其该系统谐波抑制效果的局限性,在优化选择性谐波检测的基础上提出一种双分频控制R-APF谐波抑制策略。分析表明该策略具有对称性,可对双端谐波源在传输线上的传播实现相同的谐波衰减效果。仿真和实验证实了该策略在不同线路长度、不同谐波源工况下谐波抑制的有效性,以及对线路参数变化的较强鲁棒性。针对基于传输线的微电网并网系统,考虑VCM型并网逆变器谐波、公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)处非线性负载谐波与配电网背景谐波在传输线上的交互作用,提出一种新型等效无限长有源电力滤波器(Infinite Active Power Filter,I-APF),通过采用受控电流源和受控电压源的组合模型实现模拟无限长传输线。理论分析得出新型I-APF的最优安装位置是配电网端,此时对于配电网端背景谐波的传播实现谐波衰减近似为0,对于微电网端逆变器谐波、非线性负载谐波的传播实现阻抗匹配和谐波放大抑制。仿真和实验验证了新型I-APF对不同谐波源传播的不同抑制效果,对不同谐波源工况的有效性,以及对线路参数变化的鲁棒性。
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