由于電力電子裝置的應用日益廣泛,使得諧波和無功問題引起人們越來越多的關注。同時,也由于電力電子技術的飛速發展,在諧波抑制和無功補償方面也取得了一些突破性的發展。有源濾波柜（器）便是發展的產物，目前已得到廣泛的應用。

一、研究諧波的意義

01諧波的危害十分嚴重

諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低;使電氣設備過熱,產生振動和噪聲,并使絕緣老化,使用壽命縮短,甚至發生故障或燒毀。

02危害

諧波可引起電力系統局部并聯諧振和串聯諧振,使電能計量出現混亂。對于電力系統外部,諧波對通信設備和電子設備會產生嚴重干擾。

二、抑制諧波基本思路

01裝設諧波補償裝置來補償諧波裝設諧波補償裝置的傳統方法是采用LC調諧濾波器。這種方法既可補償諧波,也可補償無功功率,而且結構簡單,一直被廣泛應用。但這種方法的主要缺點是補償特性受電網阻抗和運行狀態影響,易和系統發生并聯諧振,諧波放大,使LC濾波器過載甚至燒毀。此外,它只能補償固定頻率的諧波,補償效果也不甚理想。隨著電力電子技術飛速發展,裝設有源電力濾波器已成為可能。電力濾波器是一種用于動態抑制諧波,補償無功的新型電力電子裝置。其基本原理是利用“三相電路瞬時無功功率理論”從補償對象中檢測出諧波電流,由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補償電流。從而使電網電流只含有基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償,且補償不受電網阻抗的影響,因而受到廣泛的重視。

02對電力電子裝置進行改造開發新型變流器,使其不產生諧波,且功率因數為1。這種變流器被稱為單位功率因數變流器,它只適應于作為主要諧波源的電力電子裝置。

三、基本原理

有源電力濾波器系統構成如圖1所示。Us表示交流電源,負載為諧波源。它產生諧波并消耗無功。

圖1 并聯型有源電力濾波器系統構成

    有源電力濾波系統由兩大部分組成,即指令電流運算電路和補償電流發生電路(由電流跟蹤控制電路。驅動電路和主電路3個部分構成)。其中,指令電流運算電路的核心是補償電流中的諧波和無功等電流分量,補償電流發生電路的作用是根據指令電流運算電路得出的補償電流的指令信號,產生實際的補償電流,主電路采用PWM變流器。

有源電力濾波器基本工作原理是:

    補償對象的電壓和電流,經指令電流運算電路計算,得出補償電流的指令信號。該信號經補償電流發生電路放大,得出補償濾波要求較大容量的變流器這一缺點。其基本思想是利用LC濾波器來分擔有源電力濾波器的部分補償任務(主要是指低次諧波分量)。這樣即發揮了LC濾波器的結構簡單、易實現、成本低等優點,又降低有源電力濾波器的變流器容量,使整個系統獲得良好的性能。

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