1、電力電子技術和諧波抑制探析摘要本文闡述了電力電子技術的發展狀況，分析了諧 波污染的危害以及抑制措施，并介紹了無功問題和諧波治理 中一些新的技術。關鍵詞諧波抑制電力電子技術諧波治理中圖分類號：tm714文獻標識碼：a文章編號：16717597 (2013) 041 -163-021諧波的產生和影響1. 1諧波與無功功率的產生在用電負載中，阻感負載占了很大一部分，阻感負載要 正常的工作就要吸收無功功率。而這些裝置中交流側的電流 會因為使用了相控方式而滯后于電壓，也就產生了大量的諧 波電流。即使一些交流側電壓電流基本相同的裝置，但是電 流波形的畸變，也會產生諧波電流，導致無功功率被消耗。純正弦交流電

2、路中，定義了三種功率，它們的表達式為 (p是有功功率，q是無功功率，s是視在功率)：p=uicos eq二 uisind)s=ui三種功率滿足關系式：s2二p2+q2有功功率p的表示交流平均功率；視在功率s在工程上 表示為電氣設備功率中設計的極限值，它當中的額定電流由 銅耗和導線的截面積決定；無功功率表示的則是含有儲能元 件的電路中的一種功率互換的幅度，單相電路與三相電路之 間又有一些不同。在非正弦交流電路中，有功功率和視在功率可以分別表 不成：其中，un和in分別代表基波和諧波中電壓、電流的分 別的有效值。按照純正弦電路的模式，可以給非正弦電路的無功功率 做一個定義：在這里，q雖然反應能量的

3、流動交換，但卻不體現其的 消耗情況。公用電網的電壓，波形穩定，畸變很小，而電流 的畸變可能卻很大，所以在研究過程中，可以將各個功率可 以用以下公式表示：其中，qf和d分別表示基波電流和諧波電流產生的無功 功率。功率因素可以表示成：在這個式子中，u=il/i是叫波形畸變因數，cosgl則 被稱為位移因數或功率因數。可以看出，功率因數在非正弦電流電路中除了與基波電 流相關，還與諧波大小有關系。所以，電路中的諧波，會使 得無功功率增大，從而使功率因數變低，導致電氣容量的可 利用率下滑，從而損害電網。1.2諧波對電網的影響1）諧波的產生，會使電網設備產生附加的損耗，從而 降低供配電以及用電設備的功率。

4、2）諧波引起的過電壓、過電流將會使變壓器產生過熱 現象，這樣一來，設備容易老化，使用壽命縮短而且還會損 壞。3）諧波會到這繼電保護裝置的誤操作，是一些測量儀 表失效或測量不準確。4）諧波會在公用電網中引發并聯諧振和串聯諧振，極 易造成安全隱患。5）諧波的產生，對近處的通信裝置產生干擾，導致通 信質量下降，造成一些額外損失。2對諧波抑制技術的研究各國在電力技術方面都制定了一些法規或措施來將諧 波抑制控制在允許范圍，對諧波和諧波電流的合成方法進行 了明確說明，為了滿足這些要求，要采用一些方法來抑制諧 波以及對無功功率進行補償。2. 1安裝諧波補償裝置2. 1. 1無源濾波器無源電力濾波器（ppf）

5、在諧波抑制中有很大優勢，初 期投資比較小，運行效率高，它主要利用電子元件的諧振特 性，使得電感或電容在阻抗分流回路中形成低阻抗，但體積 大，材料消耗多等，也是它的缺點。2. 1.2有源濾波器有源濾波器(apf)與無源濾波器(ppf)相比而言，它 能在補償各次諧波的同時，還能調節三相不平衡電壓和抑制 閃變；并且它能夠對動態的諧波進行跟蹤補償，達到自適應 的效果；濾波特性也不受頻率與阻抗影響。因為優勢明顯，apf技術也是治理電網污染中的一項關 鍵技術，對它的研究比較廣泛。根據使用場合分，可分為有 源直流和有源交流兩類；根據逆變電路儲能元件來分，分為 電流型與電壓型濾波裝置，如圖1所示：a)為電壓型

6、。b) 為電流型。電壓型效率高，可任意并聯擴容，適用于電網級的諧波 補償，且技術相對成熟，目前使用廣泛；電流型結構簡單， 性能穩定，不適用大容量系統。通過接入電網的方式來分，還可分為串聯型與并聯型。 并聯型的apf,主要功能是消除負載引起的諧波電流，優勢 是可以多臺并聯使用，適用于多種容量場合；串聯型apf, 是通過向電網中加入或減去一個瞬時電壓，使負載側電壓維 持一個純正弦波，這種方式使串聯型在電壓敏感性負載中非 常適合，但它負載電流過大，體積較大，沒有并聯型使用廣 泛。有源濾波器的控制策略是濾波技術中最重要的部分，包 括直流側電容電壓控制、輸出電流跟蹤控制，一般來說又可 分為開環控制、閉環控制，目前主要采用閉環控制技術，它 補償效果較好。參考文獻1劉玉冰.關于電力電子技術與諧波抑制、無功功率補 償技術的研究j科技廣場，2007 (7)： 218-221.