新能源發電是未來大趨勢

　　現代社會發展中，經濟、能源、環保是困擾全世界的三大問題。隨著工業化推進和人口增長，世界能源的消耗日益增加。根據已經探明的儲量，全球石油、天然氣的可開采年限分別為41年和65年。為了應對化石燃料能源逐漸短缺的局面，大力開發可再生能源已刻不容緩。各種新能源中太陽能能量巨大，非枯竭，是國際社會公認的理想替代能源。

　　圖1 光伏發電現場

　　太陽能光伏并網發電系統展示

　　在太陽光的作用下，光伏陣列會產生直流電。為了將電能輸入電網，需要通過功率變換裝置，將直流功率變換為交流功率，并且經過并網濾波器的作用，提高并網電流質量。

　　圖2 光伏發電系統原理

　　光伏并網殺手“直流注入”的產生原因

　　光伏并網算法的完成需要實時采樣并網電流、電網電壓等正弦量，然而采樣所用到的霍爾電流電壓互感器、后級的模擬放大電路都存在一定的非線性特性，輸出與輸入信號的關系不是一條具有固定斜率的直線。對于輸入的正弦波形，輸入信號幅度不同，放大倍數會不同，這將導致所測量的正弦波形發生畸變，產生直流分量，俗稱直流注入。

　　直流注入所帶來的危害

　　直流注入主要對配電網中變壓器、電流時漏電斷路器、電流型變壓器、計量儀表等造成不利影響。由于這些設備中都有磁芯，直流分量的存在容易造成磁路的飽和，引起電流式漏電斷路器誤動作，變壓器或互感器飽和、發熱、產生諧波和噪音等，導致整個系統的運行故障，甚至癱瘓。

　　圖3 被燒毀的變壓器

　　直流分量的測量和計算

　　IEC61727中規定，在任何狀態下，光伏系統注入電網交流接口的直流電流不應大于逆變器輸出電流的1%。直流分量的測量原理是針對被測信號作FFT分析，可以準確計算出頻譜中第0次諧波分量，即直流分量。

　　廣州致遠電子的在線式電能質量監測裝置E8000，可以準確直觀地測出直流分量，測量精度高達0.1%，可以完全滿足光伏發電現場的精確測量需求。

　　圖4 E8000現場實測顯示

　　圖5 E8000實物展示

　　直流注入問題的解決方法

　　要解決直流注入的問題，還是要從這個問題的原理出發。常用的方法有直流分量隔離法，以及檢測后反向補償法。那么，在實際應用中，要怎么操作呢？小編再給大家介紹一種簡單易行的操作方案，那就是采用能夠抑制直流注入的半橋逆變器。無論半橋逆變器中的開關器件處于何種狀態，并網電流始終會經過直流側電容，使直流分量被電容隔離，從而達到消除直流分量的目的。

　　圖6 半橋逆變器拓撲