諧波是指對周期性的非正弦電量進行傅立葉分解后，除了得到和電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列高于電網(wǎng)基波頻率整數(shù)倍的分量，這部分分量就是諧波。諧波含量越少，波形就越接近正弦。

諧波主要來自于電網(wǎng)中的非線性負載和電力電子設(shè)備，其中并網(wǎng)逆變器是主要的諧波源之一。在逆變器輸出側(cè)，通常由SPWM波控制IGBT等全控型期器件組成的橋式電路，其輸出電壓為含有正弦信號的矩形調(diào)制波，輸出電流為正弦鋸齒波，用傅里葉級數(shù)展開，輸出回路電流信號可分解為只含正弦波的基波和其余各次諧波。

諧波的危害在于使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會引起繼電保護和自動裝置的誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴重干擾。

隨著不斷增加的光伏并網(wǎng)逆變器，電網(wǎng)正經(jīng)受著巨大的考驗，光伏逆變器的技術(shù)指標直接決定了逆變器輸出電能的質(zhì)量，其中諧波對電網(wǎng)的影響尤其不可忽視，因此，世界各國都對并網(wǎng)逆變器設(shè)定了一系列的并網(wǎng)諧波標準，比如我國能標標準中規(guī)定了逆變器額定功率運行時，注入電網(wǎng)的諧波電流THDi不得超過5%，并對各分次諧波含量也設(shè)定了限值。

偶數(shù)次諧波分量

納通逆變器諧波抑制措施

目前應(yīng)用最廣泛的并網(wǎng)控制算法是比例積分（PI）控制。PI控制具有簡單、參數(shù)整定確定和魯棒性強的特點，但是其難以精確跟蹤時變的交流正弦信號，系統(tǒng)存在穩(wěn)態(tài)誤差，諧波控制效果比較差。

為了更好的控制并網(wǎng)諧波含量，我們引入了重復(fù)控制，是一種基于內(nèi)模原理的控制方法，能夠消除周期性誤差信號和最小化電流諧波含量。但由于重復(fù)控制器中周期延時的存在，使得系統(tǒng)的動態(tài)性能較差?；诓⒕W(wǎng)逆變器的系統(tǒng)模型和重復(fù)控制理論，我們使用了重復(fù)控制和PI控制相結(jié)合的復(fù)合式控制算法，既可以最大的降低并網(wǎng)諧波含量，有能夠提高動態(tài)性能。具體來說，是將PI控制器的誤差輸入信號逐次周期的疊加，當(dāng)輸入誤差不為零時，重復(fù)控制器的輸出會逐漸增長，再將這部分誤差送入控制環(huán)路，從而實現(xiàn)更高精度的跟蹤控制，有效改善了并網(wǎng)輸出電流的性能指標，降低了諧波含量。

以納通8Kw單相逆變器為例，在未加入重復(fù)控制器時，逆變器輸出100%負載的諧波總量為2.3%，25%載時更是達到了4.2%，特別是25%載時，明顯能看到示波器上波形出現(xiàn)了畸變，36次和39次諧波也略微超標。

未加入重復(fù)控制器前100%負載波形及諧波指標

（并AC源）

未加入重復(fù)控制器前25%負載波形及諧波指標

（并AC源）

納通8KW單相逆變器100%負載波形及諧波數(shù)據(jù)

（AC源）

納通8KW單相逆變器25%負載波形及諧波數(shù)據(jù)

（AC源）

100%負載波形及諧波數(shù)據(jù)（諧波2.40%市電）

25%負載波形及諧波數(shù)據(jù)（諧波2.50%市電）

結(jié)論

對于分布式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)而言，因為環(huán)境特性的變化會導(dǎo)致逆變器直流輸入功率經(jīng)常發(fā)生劇烈的變化。因為控制器必須具有快速的動態(tài)響應(yīng)能力。同時由于是要將交流電能輸送到公共電網(wǎng)，供電網(wǎng)負載使用，所以又必須要嚴格的控制并網(wǎng)的諧波含量。

通過重復(fù)控制算法和傳統(tǒng)的PI控制相結(jié)合的復(fù)合控制策略，能夠很好的解決上述問題，可以很好的使系統(tǒng)并網(wǎng)電流質(zhì)量更好，總諧波含量及各次諧波含量遠遠的高于國家標準和IEEE標準要求。