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電網(wǎng)中的諧波主要是由各種大容量功率變換器以及其他非線性負載產(chǎn)生的，其中主要的諧波源是各種電力電子裝置，如整流裝置、交流調(diào)壓裝置等，這其中，整流裝置所占的比例大，它幾乎都是采用帶電容濾波的二極管不控整流或晶閘管相控整流，它們產(chǎn)生的諧波污染和消耗的無功功率是眾所周知的；除整流裝置外，斬波和逆變裝置的應(yīng)用也很多，而其輸入直流電源也來自整流裝置，因此其諧波問題也很嚴重，尤其是由直流電壓源供電的斬波和逆變裝置，其直流電壓源大多是由二極管不控整流后經(jīng)電容濾波得到的，這類裝置對電網(wǎng)的諧波污染日益突出。

為了抑制電網(wǎng)中的諧波，減小諧波的危害，在加強科學(xué)化、法制化管理的同時，要采取積極有效的技術(shù)措施，盡量減少電力電子設(shè)備的諧波含量，安裝有效的濾波裝置。

1.采取主動措施，減少電力電子設(shè)備的諧波含量

減少諧波含量主要是從變流裝置本身出發(fā)，通過變流裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計和增加輔助控制策略來減少或消除諧波，目前采用的技術(shù)主要有：

1)多脈波變流技術(shù)對于大功率電力電子裝置，常將原來6脈波的變流器設(shè)計成12脈波或24脈波變流器，以減少交流側(cè)的諧波電流含量。

2)脈寬調(diào)制技術(shù)其基本思想是控制PWM輸出波形的各個轉(zhuǎn)換時刻，保證四分之一波形的對稱性。使需要消除的諧波幅值為零，基波幅值為給定量，達到消除指定諧波和控制基波幅值的目的。

3)多電平變流技術(shù)針對各種電力電子變流器采用移相多重法、順序控制和非對稱控制多重化等方法，將方波電流或電壓疊加，使得變流器在交流電網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生的電流或電壓為接近正弦的階梯波，且與電源電壓保持一定的相位關(guān)系。

2.安裝電力濾波器，提高濾波性能

(1)無源電力濾波器

無源電力濾波器(PPF)即利用電容和電抗器組成LC調(diào)諧電路，在系統(tǒng)中能夠為諧波提供并聯(lián)低阻通路，起到濾波作用；同時，利用電容還能補償無功功率，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。由于結(jié)構(gòu)簡單，造價低，運行損耗小以及技術(shù)要求不高等特點，PPF成為改善電能質(zhì)量的常見設(shè)備。但由于結(jié)構(gòu)和原理上的原因，使用無源濾波裝置來解決諧波問題也存在一些難以克服的缺點，如：只能濾除特定次諧波，諧波補償頻帶較窄，過載能力小，對系統(tǒng)阻抗和頻率變化的適應(yīng)性較差，穩(wěn)定性較差，體積大，損耗大等。

△三電平模塊化APF有源電力濾波器

(2)有源電力濾波器

它通過檢測電網(wǎng)中的諧波電流，然后控制逆變電路產(chǎn)生相應(yīng)的補償電流分量并注入電網(wǎng)，以達到消除諧波的目的。APF按與系統(tǒng)的連接方式不同可分為串聯(lián)型、并聯(lián)型和串—并聯(lián)混合型。并聯(lián)型APF主要適用于感性電流源負載的諧波補償，串聯(lián)型APF主要用于消除帶電容的二極管整流電路等電壓型諧波源負載對系統(tǒng)的影響，串—并聯(lián)型APF兼有串、并聯(lián)APF的功能。

日益嚴重的諧波污染已引起各方面的高度重視。隨著對諧波現(xiàn)象的進一步認識，將會找到更加有效的方法抑制和消除諧波，同時也有助于制定更加合理的諧波管理標準。為了更好地達到抑制諧波的效果，對不同的諧波源負載應(yīng)該采用相應(yīng)結(jié)構(gòu)的濾波裝置，如級聯(lián)型大功率APF、基于DSP的智能型APF等的研究都標志著低損耗、大功率、高頻率、智能化的APF是其發(fā)展方向。

來源：電力電子網(wǎng)

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