谐波对逆变器影响大吗



谐波对并网逆变器的影响

谐波对并网逆变器的影响主要体现在降低能效、增加损耗、干扰信号以及可能引发的稳定性问题。

首先，谐波会导致并网逆变器能效降低。谐波是电流或电压中的非正弦周期性分量，它们会在电力系统中产生额外的热量。这些热量不仅造成了能量的浪费，还会加速逆变器内部元件的老化，从而缩短设备的使用寿命。例如，谐波引起的额外温升可能使逆变器中的电容器、电感等关键元件性能下降，影响整体效率。

其次，谐波会增加并网逆变器的损耗。由于谐波的存在，电流波形变得不规则，导致逆变器在转换过程中产生更多的损耗。这些损耗不仅包括电气损耗，如电阻损耗、铁芯损耗等，还包括机械损耗，如振动和噪音。这些损耗的累积会显著增加逆变器的运行成本，降低其经济效益。

再者，谐波会干扰并网逆变器的信号传输。在电力系统中，逆变器需要准确感知并响应电网的电压和频率变化。然而，谐波会干扰这些信号的准确传输，导致逆变器误判或响应迟缓。这种信号干扰可能引发逆变器的不稳定运行，甚至导致其与电网的脱网事故。例如，谐波可能导致逆变器的保护电路误动作，从而在电网正常运行时切断电源，影响供电的可靠性。

最后，谐波还可能引发并网逆变器的稳定性问题。在电力系统中，多个逆变器并联运行时，谐波可能导致它们之间的相互作用增强，从而引发系统的不稳定。这种不稳定可能表现为电压波动、电流畸变等，严重时甚至可能导致整个电力系统的崩溃。因此，在设计和运行并网逆变器时，必须充分考虑谐波的影响，采取相应的抑制措施以确保系统的稳定运行。

综上所述，谐波对并网逆变器的影响不容忽视。为了保障逆变器的安全高效运行，需要密切关注谐波问题，并采取有效的技术和管理措施来减少其不利影响。

电力谐波无功功率的影响和谐波的危害

电力系统中的无功功率增加，会促使电流增大和视在功率增加，从而增加发电机、变压器及其他电气设备和导线的容量需求。用户设备的起动、控制、测量仪表等也会面临尺寸和规格的升级。增加的无功功率导致设备及线路损耗增加，电压降增大，可能引起电压剧烈波动，降低供电质量。

谐波对电力系统构成污染，恶化用电设备环境，特别是电力电子设备广泛应用后，人们对谐波及其危害的认识日益增强。近年来，电力电子装置的迅速发展导致公用电网谐波污染日益严重，引发频繁的故障和事故，引起人们高度关注。谐波的危害主要表现在以下几个方面：

1. 谐波导致公用电网元件产生额外的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备效率，大量3次谐波流过中性线时，可引发线路过热甚至火灾。

2. 谐波影响各种电气设备正常工作，造成电机附加损耗、机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，甚至损坏。

3. 谐波可能引发公用电网中的并联谐振和串联谐振，使谐波放大，加剧（1）和（2）的危害，导致严重事故。

4. 谐波会导致继电保护和自动装置误动作，电气测量仪表计量不准确。

5. 谐波干扰邻近通信系统，轻则产生噪声，降低通信质量，重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

扩展资料

由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波。由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。

并网逆变器谐波抑制

并网逆变器谐波抑制

并网逆变器谐波抑制是确保电力系统安全运行的重要课题。在单相储能并网应用中，由于并网逆变器脉冲调制载波比相对较低以及非线性负载等因素的影响，并网电流容易发生畸变。为了有效抑制谐波，目前一般采用多重化准PR控制和重复控制两种方案，以下主要讲解多重化准PR控制。

一、多重化准PR控制器传函

在单相并网逆变器中，要实现正弦参考电流的无静差跟踪以及消除网侧电压扰动作用，首先需要设定准PR控制器的谐振频率为网侧电压基频，即2π*50rad/s。此外，考虑到网侧电压含有的谐波分量对电流的扰动作用，可以在准PR控制器中加入谐波频率的谐振项。电网中通常会含有一定量的奇次低次谐波，因此，可以在电流控制器中加入3、5、7次谐波频率的谐振项，构成多重化准比例谐振控制器。

多重化准PR控制器的传函表达式中，Krh和Wch分别为对各次谐波的谐振系数和截止频率，h为谐波次数。当并网电流含有3,5,7次的谐波分量时，该控制器可以实现对此几次低次谐波的有效抑制。

二、多重化准PR控制器离散化

多重化准比例谐振谐振控制器实际上是一个特殊的PR控制器，其离散形式的推导可以参考相关文献或技术资料。离散化后的控制器可以更好地适应数字信号处理系统的需求，实现实时控制。

三、多重化准PR控制器方案仿真

为了验证多重化准PR控制器的有效性，可以搭建一个基于MATLAB的单相并网逆变器模型。该模型采用SFUNCTION技术，便于实现后续程序的无缝移植。模型框架包括主电路部分、监控调试窗口部分和MCU控制器部分。

主电路部分：包括逆变器主电路以及电网模型，用于模拟实际并网逆变器的运行情况。监控调试窗口部分：将所有与控制相关的量集中在一起，方便调试和观察控制效果。MCU控制器部分：包含控制算法以及与控制相关的逻辑，采用SFUNCTION完成，可以实现与实际DSP程序的无缝移植。

通过仿真分析，可以对比仅加入1次基波准PR控制器和加入1次基波及3,5,7次谐波的多重化准PR控制器的控制效果。仿真结果表明，加入多重化准PR控制器后，3、5、7次谐波均得到了很好的抑制，电流总THD（总谐波失真）从之前的7.01%下降到了4.96%。

四、仿真对比结果

以下是通过仿真得到的对比结果表：

| | 准PR | 多重化准PR || --- | --- | --- || 电流有效值 | 2.5A | 2.5A || 总THD | 7.01% | 4.96% || 3次谐波THD | 5.03% | 0.26% || 5次谐波THD | 2.89% | 0.18% || 7次谐波THD | 2.43% | 0.19% |

从上述对比结果可以看出，多重化准PR控制器在抑制谐波方面表现出色，显著降低了电流的总THD以及各次谐波的THD。

五、结论

综上所述，多重化准PR控制器是一种有效的并网逆变器谐波抑制方案。通过加入对3、5、7次谐波频率的谐振项，可以实现对这些低次谐波的有效抑制，从而降低电流的总THD，提高电力系统的运行稳定性和安全性。因此，在单相储能并网应用中，多重化准PR控制器具有广泛的应用前景。

高次谐波测量？具备500次谐波测量的功率分析仪为何如此重要

谐波在电力电子系统中会造成显著危害，其产生与非线性负载密切相关。当正弦电压作用于非线性负载时，基波电流会畸变，进而产生谐波。常见的非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。

谐波带来的危害主要包括：

(1) 对变压器，谐波电流会增大铜损和漏磁损，谐波电压会增加铁损，导致变压器噪音和温升等增加。

(2) 对电缆，谐波电流可能引发过载过热，损害绝缘体，高频谐波可能降低电缆的额定载流，增加铜损。

(3) 对表计，谐波会影响计量精度，导致电能表误计算，甚至因高频涡流阻力变慢，影响电能表计量精度。

(4) 对精密电子设备，谐波会干扰正常工作，甚至烧毁设备。

(5) 对设备，谐波会增加设备损耗和温升，尤其是含电容器的设备，可能导致设备损坏或电容器爆炸等事故。

(6) 对电机类负荷，谐波会导致输出扭矩下降。

(7) 对控制系统，谐波电流会造成电压畸变，导致控制系统误操作。

为了准确测量谐波，需要一台专业的功率分析仪。艾诺PA1000是一款高精度多通道功率分析仪，具备0.03%读数精度和0.05%量程精度，测量带宽达1MHz，尤其具备500次谐波分析能力，广泛应用于光伏逆变器、OBC、新能源汽车电机台架、储能变流器、DCDC变换器测试等。

高次谐波测量能力的功率分析仪之所以重要，是因为一些电气设备如变频器、电弧炉、电气化铁路等会产生高次谐波，干扰电力系统正常运行，影响电能质量。高次谐波还会对设备本身造成伤害，如电动机过热、机械振动和噪声等问题，缩短设备使用寿命，并可能导致电力系统继电保护装置误动作，影响电力系统稳定运行。

谐波治理是什么意思

谐波治理是指对电力系统中谐波的有效管理和控制。以下是关于谐波治理的详细解释：

一、谐波来源与影响

来源：谐波主要来源于电力系统中的非线性负载，如整流器、逆变器等。影响：谐波会导致电网电压波形畸变，增加电网能耗，降低设备运行效率，甚至影响通信信号。

二、谐波治理的意义

保证安全稳定：谐波治理有助于确保电力系统的安全、稳定和高效运行。提高供电质量：通过减少谐波，可以提高电力系统的供电质量，保障用户用电需求。降低维修成本：谐波治理能减少因谐波引起的设备损坏，从而降低维修成本。

三、谐波治理的方法

安装滤波器：滤波器是抑制谐波产生和传播的有效手段，广泛应用于谐波治理中。优化电网结构：通过改善电网结构，可以减少谐波的传播和影响。改善负载分布：合理分布负载，可以降低谐波的产生。提高电力设备绝缘性能：增强电力设备的绝缘性能，有助于抵抗谐波对设备的损害。应用新技术：随着技术的发展，越来越多的新技术和新设备被应用于谐波治理中，如电力电子装置、智能控制技术等。

四、谐波治理的重要性

保障电力安全：谐波治理是保障电力系统稳定运行的重要措施，有助于防范因谐波引起的电力事故。推动技术创新：谐波治理的研究和实践推动了电力技术的创新和发展，为电力系统的升级和改造提供了有力支持。促进经济社会发展：谐波治理有助于提高电力系统的运行效率和供电质量，为经济社会发展提供稳定可靠的电力保障。

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