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諧波治理范文1
一、企業(yè)諧波產(chǎn)生的原因
（1）電源自身諧波。諧波是指對周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解所得到的大于基波頻率整數(shù)倍的各次分量，通常也稱為高次諧波，而基波是指其頻率與工頻相同的分量。當(dāng)電網(wǎng)中的諧波電流較大時，稱之為電網(wǎng)污染。諧波在電網(wǎng)誕生時就存在，由于制造工藝的問題，電樞表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布稍稍偏離正弦波，從而使產(chǎn)生的電流稍微偏離正弦，這部分諧波分量只有在多路供電時才對電網(wǎng)產(chǎn)生影響。電力變壓器由于其磁化曲線的非線性也產(chǎn)生少量諧波。（2）非線性負(fù)載產(chǎn)生。諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載所致。第一，隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，晶閘管整流在不間斷電源、穩(wěn)壓裝置、自動控制等許多方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用，給電網(wǎng)造成了大量的諧波。就電力系統(tǒng)中的供電電壓來說，可以認(rèn)為其波形基本上是正弦波，由于晶閘管整流裝置采用移相控制，從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波，根據(jù)任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦波分量，在電網(wǎng)電流中含有大量的諧波。第二，變頻器也是企業(yè)諧波污染的另一重要因素。變頻調(diào)速在企業(yè)應(yīng)用較為廣泛，常用于風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備中。變頻器是把工頻電變換成各種頻率的交流電，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。變頻器控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出直流電壓進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。隨著變頻調(diào)速的發(fā)展，對電網(wǎng)造成的諧波污染也越來越嚴(yán)重。第三，軟啟動器也造成了諧波污染。大功率設(shè)備如送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)的起停都采用了軟啟動器，因?yàn)檐泦悠鞑捎萌龑Ψ床⒙?lián)的晶閘管實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓，由于晶閘管是典型的非線性器件，因此在使用過程中也會產(chǎn)生大量的諧波，對設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行及電網(wǎng)造成了不良影響。第四，照明系統(tǒng)也產(chǎn)生諧波。目前廣泛使用的是熒光燈、節(jié)能燈、金屬鹵化物燈等都屬于非線性負(fù)載，在節(jié)能的同時也給電網(wǎng)帶來了大量的諧波。
二、諧波造成的危害
諧波對電力系統(tǒng)設(shè)備和負(fù)載的影響，基本分為兩方面：一是熱應(yīng)力；二是負(fù)載損壞。諧波會增加設(shè)備的損耗而加劇熱應(yīng)力。電壓畸變而導(dǎo)致電壓峰值增大，可能導(dǎo)致電纜絕緣擊穿或設(shè)備損壞。（1）所有接于電網(wǎng)中的設(shè)備的損耗都會增加，溫升增加。諧波對電機(jī)的影響除引起附加損耗，還會產(chǎn)生機(jī)械振動、噪聲和過電壓，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩降低，過熱甚至燒毀。（2）由于諧波的頻率較高，諧波源的諧波電流流入變壓器時增加了變壓器的銅損耗和鐵損耗，導(dǎo)致變壓器容量減小。（3）諧波能引起補(bǔ)償用電力電容器過熱、過壓，諧波電壓使電容器產(chǎn)生額外的功率損耗，并聯(lián)電容器其容抗隨著諧波頻率增大而減少，產(chǎn)生過電流，加速絕緣老化進(jìn)程，增加絕緣擊穿故障。（4）諧波會影響互感器的計(jì)量精度。諧波源將其吸收的一部分電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹C波發(fā)送到電網(wǎng)中去，因此電能表會將諧波能量當(dāng)作發(fā)電來進(jìn)行計(jì)算，從而導(dǎo)致計(jì)量誤差，增加企業(yè)的額外費(fèi)用。（5）精密電子設(shè)備會被嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致不能正常工作，甚至燒毀。（6）由于繼電保護(hù)機(jī)構(gòu)是根據(jù)工頻正弦波的變化規(guī)律作為動作激勵設(shè)計(jì)的，當(dāng)波形畸變嚴(yán)重時各種保護(hù)裝置和自動控制裝置的動作都會受到影響，造成繼電保護(hù)裝置與自動控制裝置的誤動作或拒動作，影響企業(yè)的自動化生產(chǎn)。
三、諧波治理的措施
諧波治理范文2
（一）電源自身諧波。諧波在電網(wǎng)誕生的同時就是存在的，因?yàn)橛捎谥圃旃に嚨膯栴}，電樞表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布稍稍偏離正弦波，從而使產(chǎn)生的電流稍微偏離正弦，這部分諧波分量只有在多路供電時才對電網(wǎng)產(chǎn)生影響。電力變壓器由于其磁化曲線的非線性也產(chǎn)生少量諧波。
（二）非線性負(fù)載產(chǎn)生。諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)非線性負(fù)載時，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就形成非正弦電流，從而產(chǎn)生諧波。變頻器、軟啟動器、穩(wěn)壓電源、電子熒光燈等用電負(fù)載等都是非線性負(fù)載，是企業(yè)主要的諧波源。
1．隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，晶閘管整流在不間斷電源、穩(wěn)壓裝置、自動控制等許多方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用，給電網(wǎng)造成了大量的諧波。就電力系統(tǒng)中的供電電壓來說，可以認(rèn)為其波形基本上是正弦波，由于晶閘管整流裝置采用移相控制，從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波，從而給電網(wǎng)留下的也是周期性的非正弦波，根據(jù)任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦波分量，在電網(wǎng)電流中含有大量的諧波。整流裝置產(chǎn)生的諧波是電網(wǎng)最大的諧波源。整流裝置從電源吸收高次諧波電流，電流在電源回路引起阻抗壓降，因此導(dǎo)致整個電網(wǎng)都含有高次諧波成分。
2．變頻器也是企業(yè)諧波污染的另一重要因素。變頻調(diào)速在企業(yè)應(yīng)用較為廣泛，常用于風(fēng)機(jī)、水泵、皮帶秤計(jì)量控制等設(shè)備中。變頻器是把工頻電變換成各種頻率的交流電，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出直流電壓進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。由于變頻器大量使用了非線性的晶閘管，對其供電電源就形成了一個典型的非線性負(fù)載。變頻裝置由于采用了相位控制，是以脈動的方式從電網(wǎng)吸收電流，脈動電流導(dǎo)致電網(wǎng)電壓畸變使其含有諧波成份。隨著變頻調(diào)速的發(fā)展，對電網(wǎng)造成的諧波污染也越來越嚴(yán)重。
3．軟啟動器也造成了諧波污染。大功率設(shè)備如風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)的起停都采用了軟啟動器，因?yàn)檐泦悠鞑捎萌龑Ψ床⒙?lián)的晶閘管實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓，由于晶閘管是典型的非線性器件，因此在使用過程中也會產(chǎn)生大量的諧波，對設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行及電網(wǎng)造成了不良影響。
4．照明系統(tǒng)也產(chǎn)生諧波。目前企業(yè)廣泛使用的熒光燈、節(jié)能燈、氣體放電燈等都屬于非線性負(fù)載，在節(jié)能的同時也給電網(wǎng)帶來了大量的諧波。
二、諧波造成的危害
在諧波源設(shè)備集中使用的配電區(qū)域，諧波污染相當(dāng)嚴(yán)重，電源功效明顯下降。諧波對電力系統(tǒng)設(shè)備和負(fù)載的影響，基本分為兩方面：（1）熱應(yīng)力；（2）負(fù)載損壞。諧波會增加設(shè)備的損耗而加劇熱應(yīng)力。電壓畸變而導(dǎo)致電壓峰值增大，可能導(dǎo)致電纜絕緣擊穿或設(shè)備損壞。
1．所有接于電網(wǎng)中的設(shè)備的損耗都會增加，溫升增加。諧波對電機(jī)的影響除引起附加損耗，還會產(chǎn)生機(jī)械振動、噪聲和過電壓，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩降低，過熱甚至燒毀。
2．由于諧波的頻率較高，諧波源的諧波電流流入變壓器時增加了變壓器的銅損耗和鐵損耗，導(dǎo)致變壓器容量減小，同時隨著諧波頻率的增高電流集膚效應(yīng)更加嚴(yán)重，鐵損耗也更大從而引起變壓器局部過熱，縮短使用壽命。
3．諧波能引起補(bǔ)償用電力電容器過熱、過壓，諧波電壓使電容器產(chǎn)生額外的功率損耗，并聯(lián)電容器其容抗隨著諧波頻率增大而減少，產(chǎn)生過電流，加速絕緣老化進(jìn)程，增加絕緣擊穿故障。同時如果電容與電路的電感配合不當(dāng)，容易在某個諧波頻率附近產(chǎn)生諧振，從而導(dǎo)致電網(wǎng)電壓進(jìn)一步畸變。
4．諧波會影響互感器的計(jì)量精度。諧波源將其吸收的一部分電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹C波發(fā)送到電網(wǎng)中去，因此電能表會將諧波能量當(dāng)作發(fā)電來進(jìn)行計(jì)算，從而導(dǎo)致計(jì)量誤差，增加企業(yè)的額外費(fèi)用。
5．精密電子設(shè)備會被嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致不能正常工作，甚至燒毀。整流器在換相期間電流波形發(fā)生急劇變化，該換相電流會在正常供電電壓中注入一個脈沖電壓，該脈沖電壓所包含的諧波頻率較高，因而會引起電磁干擾，對通信線路、通信設(shè)備會產(chǎn)生很大的影響。
6．由于繼電保護(hù)機(jī)構(gòu)是根據(jù)工頻正弦波的變化規(guī)律作為動作激勵設(shè)計(jì)的，當(dāng)波形畸變嚴(yán)重時各種保護(hù)裝置和自動控制裝置的動作都會受到影響，造成繼電保護(hù)裝置與自動控制裝置的誤動作或拒動作，影響企業(yè)的自動化生產(chǎn)。如果零序三次諧波電流過大，可能引起接地保護(hù)裝置誤動作。
三、諧波治理的措施
電力消費(fèi)的趨勢是高效率用電與高質(zhì)量用電相接合。進(jìn)行諧波治理，提高電力品質(zhì)是第一位的，其次是節(jié)能。諧波治理是個綜合治理過程，一方面應(yīng)從源頭抓起，加強(qiáng)設(shè)備的管理防止諧波的產(chǎn)生，更重要的一方面是提高認(rèn)識，積極進(jìn)行諧波治理，防止災(zāi)害產(chǎn)生。目前國內(nèi)一些企業(yè)已開始重視諧波的污染，取得了節(jié)能和提高電網(wǎng)品質(zhì)的雙重效果。
解決電力電子裝置和其它諧波源污染問題的基本思路有兩條：一是裝設(shè)諧波補(bǔ)償裝置，即采用LC組成的無源調(diào)諧濾波器；二是對電力電子裝置本身進(jìn)行改造，改進(jìn)整流裝置，采用多相脈沖整流使其盡量不產(chǎn)生諧波，由于其電流電壓同相位，稱高功率因數(shù)整流器或高功率因數(shù)變流器。因?yàn)橹C波補(bǔ)償裝置既可補(bǔ)償諧波，又可提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，而且結(jié)構(gòu)簡單，因此一直廣泛使用。其缺點(diǎn)是只能補(bǔ)償固定頻率的諧波，其補(bǔ)償特性也受電網(wǎng)感抗的制約，補(bǔ)償效果也不理想，但仍是補(bǔ)償諧波的主要手段。
目前，諧波抑制的一個重要趨勢是采用有源電力濾波器。其基本原理是實(shí)時監(jiān)測電網(wǎng)中電流，快速分離出諧波電流分量，發(fā)出控制指令，實(shí)時產(chǎn)生大小相等方向相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)瞬時濾除諧波電流。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波電流進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，其運(yùn)行不受系統(tǒng)的影響，也不會產(chǎn)生諧波放大，同時可補(bǔ)償無功功率，提高功率因數(shù)是一種較先進(jìn)的諧波抑制技術(shù)。但由于其造價較高，只適用于小容量諧波補(bǔ)償。
四、結(jié)束語
隨著企業(yè)的技術(shù)改造及設(shè)備升級換代，非線性電力設(shè)備愈加廣泛應(yīng)用，由此導(dǎo)致電力系統(tǒng)中諧波問題越來越嚴(yán)重，一方面造成了電力設(shè)備的損壞，加速絕緣老化，誘發(fā)火災(zāi)等安全事故，另一方面也影響了計(jì)算機(jī)、可編程控制器等自動化控制設(shè)備正常工作，直接擾亂了人們正常的生產(chǎn)、生活。本著誰污染，誰治理的原則企業(yè)應(yīng)加大投入，合理用電，抑制電網(wǎng)污染，使電網(wǎng)中其他用戶使用到清潔的電能，肩負(fù)起企業(yè)應(yīng)擔(dān)負(fù)的社會責(zé)任。
參考文獻(xiàn)：
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諧波治理范文3
關(guān)鍵詞:諧波危害;諧波抑制;治理措施
前言
在電力系統(tǒng)中采用電力電子裝置可靈活方便地變換電路形態(tài),為用戶提供高效使用電能的手段。但是,電力電子裝置的廣泛應(yīng)用也使電網(wǎng)的諧波污染問題日趨嚴(yán)重,影響了供電質(zhì)量。目前諧波與電磁干擾、功率因數(shù)降低已并列為電力系統(tǒng)的三大公害。因而了解諧波產(chǎn)生的機(jī)理,研究消除供配電系統(tǒng)中的高次諧波問題對改善供電質(zhì)量和確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著非常積極的意義。
1.諧波及其起源
在電力系統(tǒng)中諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時,與所加的電壓不呈線性關(guān)系,就形成非正弦電流,即電路中有諧波產(chǎn)生。諧波頻率是基波頻率的整倍數(shù),根據(jù)法國數(shù)學(xué)家傅立葉(M.Fourier)分析原理證明,任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波,每個諧波都具有不同的頻率,幅度與相角。諧波可以區(qū)分為偶次與奇次性,第3、5、7次編號的為奇次諧波,而2、4、6、8等為偶次諧波,如基波為50Hz時,2次諧波為l00Hz,3次諧波則是150Hz。一般地講,奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。在平衡的三相系統(tǒng)中,由于對稱關(guān)系,偶次諧波已經(jīng)被消除了,只有奇次諧波存在。對于三相整流負(fù)載,出現(xiàn)的諧波電流是6n±1次諧波,例如5、7、11、13、17、19等,變頻器主要產(chǎn)生5、7次諧波。
2.諧波的主要危害
諧波污染對電力系統(tǒng)的危害是嚴(yán)重的,主要表現(xiàn)在:
2.1諧波對線路的影響
對供電線路來說,由于集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng),線路電阻隨著頻率的增加會很快增加,在線路中會有很大的電能浪費(fèi)。另外,在電力系統(tǒng)中,由于中性線電流都很小,所以其線徑一般都很細(xì),當(dāng)大量的諧波電流流過中性線時,會在其上產(chǎn)生大量的熱量,不僅會破壞絕緣,嚴(yán)重時還會造成短路。甚至引起火災(zāi)。而當(dāng)諧波頻率與網(wǎng)絡(luò)諧振頻率相近或相同時,會在線路中產(chǎn)生很高的諧振電壓。嚴(yán)重時會使電力系統(tǒng)或用電設(shè)備的絕緣擊穿,造成惡性事故。
2.2對電力變壓器的影響
諧波電流的存在增加了電力變壓器的磁滯損耗、渦流損耗及銅損,對帶有不對稱負(fù)荷的變壓器來說,會大大增加勵磁電流的諧波分量。
2.3對電力電容器的影響
由于電容器對諧波的阻抗很小,諧波電流疊加到基波電流上,會使電力電容器中流過的電流有很大的增加,使電力電容器的溫升增高,引起電容器過負(fù)荷甚至爆炸。同時,諧波還可能與電容器一起在電網(wǎng)中形成諧振,并又施加到電網(wǎng)中。
2.4對電機(jī)的影響
諧波會使電機(jī)的附加損耗增加,也會產(chǎn)生機(jī)械震動,產(chǎn)生甚至引起諧波過電壓,使得電機(jī)絕緣損壞。
2.5對繼電保護(hù)和自動裝置的影響
對于電磁式繼電器來說,電力諧波常會引起繼電保護(hù)以及自動裝置的誤動作或拒動,造成整個保護(hù)系統(tǒng)的可靠性降低,容易引起系統(tǒng)故障或使系統(tǒng)故障擴(kuò)大。
2.6對通信線路產(chǎn)生干擾。
在電力線路上流過幅度較大的奇次低頻諧波電流時,通過電磁耦合,會在鄰近電力線路的通信線路中產(chǎn)生干擾電壓。干擾通信線路的正常工作,使通話清晰度降低,甚至?xí)鹜ㄐ啪€路的破壞。
2.7對用電設(shè)備的影響
電力諧波會使電視機(jī)、計(jì)算機(jī)的顯示亮度發(fā)生波動,圖像或圖形發(fā)生畸變,甚至?xí)箼C(jī)器內(nèi)部元件損壞,導(dǎo)致機(jī)器無法使用或系統(tǒng)無法運(yùn)行。
3.諧波抑制方法
在電力系統(tǒng)中對諧波的抑制就是如何減少或消除注入系統(tǒng)的諧波電流,以便把諧波電壓控制在限定值之內(nèi),抑制諧波電流主要有三方面的措施:
3.1采取脈寬調(diào)制(PWM)法
采用脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù),在所需要的頻率周期內(nèi),將直流電壓調(diào)制成等幅不等寬的系列交流電壓脈沖,這種方法可以大大抑制諧波的產(chǎn)生。
3.2降低諧波源的諧波含量
也就是在諧波源上采取措施,最大限度地避免諧波的產(chǎn)生。這種方法比較積極,能夠提高電網(wǎng)質(zhì)量,可大大節(jié)省因消除諧波影響而支出的費(fèi)用。具體方法有:
3.2.1增加整流器的脈動數(shù)
高次諧波電流與整流相數(shù)密切相關(guān),即相數(shù)增多,高次諧波的最低次數(shù)變高,則諧波電流副值變小。一般可控硅整流裝置多為6相,為了降低高次諧波電流,可以改用12相或34相。當(dāng)采用12相整流時,高次諧波電流只占全電流的10%,危害性大大降低。
3.2.2脈寬調(diào)制法
采用PWM,在所需的頻率周期內(nèi),將直流電壓調(diào)制成等幅不等寬的系列交流輸出電壓脈沖可以達(dá)到抑制諧波的目的。
3.2.3三相整流變壓器采用Y-d(Y)或D、Y(Y)的接線
當(dāng)兩臺以上整流變壓器由同有一段母線供電時,可將整流變壓器一次側(cè)繞組分別交替接成Y型和形,這就可使5次、7次諧波相互抵消,而只需考慮11次、13次諧波的影響,由于頻率高,波幅值小,所以危害性減小。
3.3在諧波源處吸收諧波電流
這類方法是對已有的諧波進(jìn)行有效抑制的方法,這是目前電力系統(tǒng)使用最廣泛的抑制諧波方法。主要方法有以下幾種:
3.3.1無源濾波器
無源濾波器安裝在電力電子設(shè)備的交流側(cè),由L、C、R元件構(gòu)成諧振回路,當(dāng)LC回路的諧振頻率和某一高次諧波電流頻率相同時,即可阻止該次諧波流入電網(wǎng)。由于具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),無源濾波是目前采用的抑制諧波及無功補(bǔ)償?shù)闹饕侄巍５珶o源濾波器存在著許多缺點(diǎn),如濾波易受系統(tǒng)參數(shù)的影響;對某些次諧波有放大的可能;耗費(fèi)多、體積大等。因而隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器。
3.3.2有源濾波器
與無源濾波器相比,APF具有高度可控性和快速響應(yīng)性,能補(bǔ)償各次諧波,可抑制閃變、補(bǔ)償無功,有一機(jī)多能的特點(diǎn);在性價比上較為合理;濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響,可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險;具有自適應(yīng)功能,可自動跟蹤補(bǔ)償變化著的諧波。目前在國外高低壓有源濾波技術(shù)已應(yīng)用到實(shí)踐,而我國還僅應(yīng)用到低壓有源濾波技術(shù)。隨著容量的不斷提高,有源濾波技術(shù)作為改善電能質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù),其應(yīng)用范圍也將從補(bǔ)償用戶自身的諧波向改善整個電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量的方向發(fā)展。
3.3.3防止并聯(lián)電容器組對諧波的放大
在電網(wǎng)中并聯(lián)電容器組起改善功率因數(shù)和調(diào)節(jié)電壓的作用。當(dāng)諧波存在時,在一定的參數(shù)下電容器組會對諧波起放大作用,危及電容器本身和附近電氣設(shè)備的安全。可采取串聯(lián)電抗器,或?qū)㈦娙萜鹘M的某些支路改為濾波器,還可以采取限定電容器組的投入容量,避免電容器對諧波的放大。
3.3.4加裝靜止無功補(bǔ)償裝置
快速變化的諧波源,如:電弧爐、電力機(jī)車和卷揚(yáng)機(jī)等,除了產(chǎn)生諧波外,往往還會引起供電電壓的波動和閃變,有的還會造成系統(tǒng)電壓三相不平衡,嚴(yán)重影響公用電網(wǎng)的電能質(zhì)量。在諧波源處并聯(lián)裝設(shè)靜止無功補(bǔ)償裝置,可有效減小波動的諧波量,同時,可以抑制電壓波動、電壓閃變、三相不平衡,還可補(bǔ)償功率因數(shù)。
3.4改善供電系統(tǒng)及環(huán)境
對于供電系統(tǒng)來說,諧波的產(chǎn)生不可避免,但通過加大供電系統(tǒng)短路容量、提高供電系統(tǒng)的電壓等級、加大供電設(shè)備的容量、盡可能保持三相負(fù)載平衡等措施都可以提高電網(wǎng)抗諧波的能力。選擇合理的供電電壓并盡可能保持三相電壓平衡,可以有效地減小諧波對電網(wǎng)的影響。諧波源由較大容量的供電點(diǎn)或高一級電壓的電網(wǎng)供電,承受諧波的能力將會增大。對諧波源負(fù)荷由專門的線路供電,減少諧波對其它負(fù)荷的影響,也有助于集中抑制和消除高次諧波。:
4.結(jié)語
隨著我國電能質(zhì)量治理工作的深入開展,綜合動態(tài)的諧波治理措施并同時考慮電網(wǎng)的無功功率補(bǔ)償問題,是電力企業(yè)當(dāng)前面臨的一大課題。針對這一課題深入研究,在設(shè)計(jì)、制造和使用非線性負(fù)載時,采取有力的抑制諧波的措施,不僅能夠改善整個網(wǎng)絡(luò)的電力品質(zhì),同時也能延長用戶設(shè)備使用壽命,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低電磁污染環(huán)境,減少能耗,提高電能利用率。
參考文獻(xiàn)
諧波治理范文4
關(guān)鍵詞：智能用電小區(qū)；電動汽車充電站；高頻充電機(jī)；諧波
0 引言
我國智能電網(wǎng)的建設(shè)主要包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六個環(huán)節(jié)，其中智能用電是重要環(huán)節(jié)之一。智能用電小區(qū)是國家電網(wǎng)為了研究智能電網(wǎng)智能用電的先進(jìn)技術(shù)如何運(yùn)用于居民區(qū)，提高人民的生活水平，提高電網(wǎng)智能化水平以及提升用電服務(wù)質(zhì)量而進(jìn)行的一項(xiàng)嘗試[1]。電動汽車作為智能用電小區(qū)建設(shè)的一個重要組成部分同樣也逐漸被納入發(fā)展規(guī)劃，并且有著極為廣闊的發(fā)展前景。在2008年全球性金融危機(jī)過后，國際油價日趨升高和日益嚴(yán)重的環(huán)境壓力使得汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入全面的能源轉(zhuǎn)型期，大力發(fā)展電動汽車以實(shí)現(xiàn)交通能源轉(zhuǎn)型的路線已得到全世界的共識。在未來城市中電動汽車的廣泛普及與用電小區(qū)電動汽車充電樁的運(yùn)營實(shí)際上體現(xiàn)了智能電網(wǎng)對“電網(wǎng)和用戶間的智能互動”、“鼓勵使用各種形式分布式能源”、“發(fā)展清潔環(huán)保型電力能源”與“推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)”的需求。
1 電動汽車充電站介紹
電動汽車充電站與配電網(wǎng)連接運(yùn)行后最大的好處就是能夠?qū)﹄娋W(wǎng)用電實(shí)現(xiàn)削峰填谷調(diào)節(jié)，這樣一來就在一定程度上緩解了電網(wǎng)壓力，提高了配電系統(tǒng)的利用效率并且拓展了電能消費(fèi)的終端市場。作為回報，在這個過程中消費(fèi)者也可利用峰谷電價差從而獲得直接的經(jīng)濟(jì)收益。即人們可以利用電網(wǎng)夜間用電低谷時對電池進(jìn)行充電，此時用電量較少，對應(yīng)電價就相對較低。當(dāng)白天電網(wǎng)處于用電高峰時，電價達(dá)到一天中的最大值，這時人們就可以把電池內(nèi)的電能以高價售回給電網(wǎng)。電動汽車用戶與電網(wǎng)之間的這種互動真正地實(shí)現(xiàn)了二者的雙贏，既降低了電動汽車的使用費(fèi)用，又實(shí)現(xiàn)了電動汽車對電網(wǎng)調(diào)節(jié)峰谷、平衡負(fù)荷的作用。
任何事物都有兩面性，電動汽車充電站在給電網(wǎng)帶來好處的同時也存在著一定的弊端。電動汽車充電站內(nèi)的充電機(jī)是一種含有大量電力電子器件的非線性裝置，會給電網(wǎng)帶來諧波污染，功率因數(shù)下降等問題。為了消除這些負(fù)面影響，有必要分析電動汽車充電站對電網(wǎng)的電能質(zhì)量影響并制定相應(yīng)限制措施[2]。
2充電機(jī)分類
目前在電動汽車充電站中使用的充電機(jī)按工作原理分主要有3種[3-5]：
2.1第一類充電機(jī)
第一類充電機(jī)由工頻變壓器、不可控整流電路、斬波電路與濾波裝置組成，其結(jié)構(gòu)圖如圖1。這種充電機(jī)的主要特點(diǎn)是直流側(cè)電壓紋波小、動態(tài)性能好、采用體積較大的工頻變壓器、它最大的缺點(diǎn)是充電機(jī)諧波電流過大，不適于接入用電小區(qū)公用配電網(wǎng)。
圖1. 工頻充電機(jī)結(jié)構(gòu)圖
2.2第二類充電機(jī)
第二類充電機(jī)是由工頻變壓器、三相不控整流和高頻變壓器隔離DC-DC變換器及濾波裝置組成，其結(jié)構(gòu)圖如圖2。其特點(diǎn)是直流側(cè)電壓紋波小、動態(tài)性能好、采用高頻隔離使得裝置體積較小，這種充電機(jī)雖然諧波含量高，但是價格低廉，便于消費(fèi)者接受，是目前市場上的主流充電機(jī)。
圖2. 采用不控整流電路的高頻充電機(jī)結(jié)構(gòu)圖
2.3 第三類充電機(jī)
第三類充電機(jī)由三相PWM整流器和高頻變壓器隔離DC-DC變換器及濾波裝置組成，其結(jié)構(gòu)圖如圖3。其整流側(cè)采用了PWM整流技術(shù)，功率因數(shù)較高，諧波成分較低，注入電網(wǎng)的電流總畸變率可以達(dá)到5%以下。它也采用高頻隔離，減小了裝置體積，且變換效率較高。盡管這種充電機(jī)在技術(shù)上有很多優(yōu)越性，但是由于采用了PWM技術(shù)大大增加了生產(chǎn)成本，目前還難以得到廣泛應(yīng)用。
圖3. 采用PWM整流電路的高頻充電機(jī)結(jié)構(gòu)圖
3 充電機(jī)引起的電能質(zhì)量問題
以市場上應(yīng)用最為廣泛的采用不控整流電路的高頻充電機(jī)為例，分析其對配電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響。根據(jù)已有的研究經(jīng)驗(yàn)表明，電動汽車充電機(jī)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量影響主要體現(xiàn)在諧波污染方面。
采用最常用的6脈動整流橋電路作為充電機(jī)的整流電路。以a相為例，流過變壓器二次側(cè)的非正弦波電流進(jìn)行傅立葉級數(shù)分解后可得：
由此可以看出，充電機(jī)的輸出電流中僅含有6k 1 （k=1，2，3 ）次諧波，不含3的倍數(shù)次諧波，也不含有偶數(shù)次諧波。且高次諧波的幅值與其諧波次數(shù)成反比，諧波次數(shù)越高，其諧波電流越小[6]。
由于電動汽車充電站連接著城市電網(wǎng)運(yùn)行，其產(chǎn)生的諧波污染必定會對配電網(wǎng)造成很多不利影響，主要體現(xiàn)在：
1）對于變壓器：諧波電流會增加變壓器的銅耗及雜散損耗，諧波電壓則會增加鐵耗，諧波的注入還將增大變壓器的噪聲。
2）對于電能表：電能表在計(jì)費(fèi)時會將諧波當(dāng)做有功功率，增加用戶電費(fèi)支出。
3）對于電子設(shè)備：諧波較高時會導(dǎo)致計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備發(fā)生誤動作，從而使得正常運(yùn)行受到影響。
4）對輸電線路：增加了線路損耗及發(fā)熱量。
5）對于繼電保護(hù)裝置：某些由序分量過濾器組成啟動元件的繼電保護(hù)裝置對諧波電流比較敏感，正常工作易受到干擾。
6）對于補(bǔ)償電容器組：諧波電流注入引起的發(fā)熱量與電壓升高會使得電容器使用壽命大大縮短。
諧波的產(chǎn)生和傳播是電力系統(tǒng)的公害，它會極大地惡化電網(wǎng)電能質(zhì)量并對各種電力設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)造成干擾，必須采取措施加以限制。
4充電站諧波治理措施
4.1采用APF有源電力濾波器
將有源電力濾波器用于充電站諧波治理的基本思想是從電動汽車充電機(jī)產(chǎn)生的諧波電流中檢測出諧波電流分量，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個與該分量大小相等而極性相反的電流分量去抵消它，從而使得流入電網(wǎng)的電流中只含有基波分量。APF裝置具有動態(tài)響應(yīng)速度快，補(bǔ)償功能多樣化，可抑制閃變并補(bǔ)償無功的特點(diǎn)，且其補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響，完全由自身運(yùn)算與控制電路來決定。
圖4是把APF有源電力濾波器用于電動汽車充電站諧波治理的結(jié)構(gòu)圖，10kV電壓等級的電網(wǎng)經(jīng)過10/0.38kV的變壓器為工作電壓為380V的電動汽車充電站供電。其工作工程大致如下：主控制器將通過CT采集到的諧波電流信號傳送給指令電流運(yùn)算電路，以檢測出補(bǔ)償對象中的諧波和無功電流等分量，根據(jù)這些信號量，電流跟蹤控制電路將產(chǎn)生相應(yīng)的PWM控制信號控制驅(qū)動電路中相應(yīng)的IGBT開關(guān)和通斷，然后通過主電路產(chǎn)生與檢測到的電流諧波分量大小相等，方向相反的電流分量去抵消充電機(jī)產(chǎn)生的諧波電流，從而實(shí)現(xiàn)了濾除諧波的功能。理想狀態(tài)時，圖中APF產(chǎn)生的補(bǔ)償電流iC將與充電站產(chǎn)生的電流諧波分量iLh在方向上完全相反，在數(shù)值上恰好相等。
從上式可以看出5，7，17，19次諧波被抵消，剩下的諧波分量只有12k 1次。與6脈動橋式整流電路同理，12脈動橋式整流電路電流各次諧波的有效值與其次數(shù)成反比，即次數(shù)越高，其有效值越小，這樣對于濾除諧波就越有利[9-10]。
4.3 增加動態(tài)無功補(bǔ)償裝置
系統(tǒng)承受諧波的能力可以用 來反映，其中 為電網(wǎng)電壓， 為總的諧波電流有效值。從此式可以看出，當(dāng)增加如靜止無功補(bǔ)償器（SVC）或靜止無功發(fā)生器（SVG）等動態(tài)無功補(bǔ)償裝置后，伴隨著無功補(bǔ)償裝置對注入電網(wǎng)無功的動態(tài)調(diào)節(jié)作用，在電網(wǎng)電壓不變的情況下，電網(wǎng)可容許的總的諧波電流最大有效值也在增加，即提高了電網(wǎng)承受諧波的能力[11-12]。
4.4 采用功率因數(shù)校正技術(shù)
在充電機(jī)端安裝升壓型有源功率因數(shù)校正裝置，可以提高功率因數(shù)并降低電流諧波含量的有效手段。功率因數(shù) 可以表示為式（9）：
（9）
式中， 為基波因數(shù)； 為位移因數(shù)；則加裝功率因數(shù)校正裝置后，提高功率因數(shù)變可提高基波因數(shù) ，從而提高基波分量在電流中所占比例，即減小了諧波分量的含有率，達(dá)到了減小諧波的效果。在理想情況下，有源功率因數(shù)校正裝置能將功率因數(shù)校正至0.99附近，此時諧波含量顯著減小。
4.5 選擇充電站由容量較大的電源系統(tǒng)供電
當(dāng)為電動汽車充電站供電的系統(tǒng)容量增大時，無論是從諧波源還是從低壓母線側(cè)為端口看出去，其等值阻抗值均降低，整流裝置產(chǎn)生的諧波在變壓器高、低壓側(cè)的電壓畸變率均降低，同時系統(tǒng)諧振點(diǎn)向頻率更高的方向移動[13-14]。
5 結(jié)語
綜上所述，電動汽車充電站接入智能用電小區(qū)配電網(wǎng)后會對電能質(zhì)量造成嚴(yán)重的負(fù)面影響，主要體現(xiàn)在常見高頻充電機(jī)中采用的6脈動整流電路會產(chǎn)生 次諧波。鑒于未來堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)對電能質(zhì)量的要求更為嚴(yán)格，必須采取相應(yīng)措施對電動汽車充電站產(chǎn)生的諧波加以限制從而保障為用戶優(yōu)質(zhì)供電。本文通過分析論證了為電動汽車充電站裝設(shè)有源電力濾波器（APF）、采用12脈動橋式整流電路、增加動態(tài)無功補(bǔ)償裝置、應(yīng)用功率因數(shù)校正技術(shù)以及選擇由較大的電源系統(tǒng)給充電站供電等措施都是治理諧波影響的有效手段。
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作者簡介：
諧波治理范文5
關(guān)鍵詞：諧波危害；供配電系統(tǒng)；諧波治理；煤礦
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.060
0 引言
隨著煤礦生產(chǎn)的發(fā)展，各種電力電子裝置使用越來越多，煤礦的電力負(fù)荷越來越大，電網(wǎng)的規(guī)模和容量也越來越大。由于煤礦生產(chǎn)機(jī)械化、自動化程度不斷提高，各種高精尖設(shè)備大量投入使用，因此對煤礦電網(wǎng)質(zhì)量要求越來越高。基于持續(xù)提升煤礦生產(chǎn)能力的影響下，增加了一系列的非線性與沖擊性裝置，這一系列的裝置在實(shí)現(xiàn)煤礦安全水平與生產(chǎn)效率提升的過程中，也導(dǎo)致煤礦電網(wǎng)注入很多的諧波，這對煤礦電能質(zhì)量產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，從而導(dǎo)致通訊裝置受到干擾、裝置的應(yīng)用年限減少、損耗的電能增多。因此，不管是為了確保煤礦電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性，還是為了確保煤礦機(jī)電裝置的安全性，實(shí)施有效的對策治理煤礦供電系統(tǒng)的諧波，這都顯得十分關(guān)鍵。
1 煤礦供電系統(tǒng)出現(xiàn)諧波的原因
Y合工作過程中的電力系統(tǒng)來說，在煤礦生產(chǎn)用電過程與系統(tǒng)的發(fā)電裝置都可能出現(xiàn)諧波，特別是非電力荷載元件容易出現(xiàn)諧波。在煤礦生產(chǎn)中，主排水泵、煤礦提升機(jī)、直流式直升機(jī)是重點(diǎn)的非線性供電元件。另外，還涵蓋裝置外在礦井供電裝置當(dāng)中的輸出電力的系統(tǒng)。這一系列的元件都具備一樣的特點(diǎn)，即裝置可以接收正弦式電波輸出電壓，從而同步調(diào)整頻率與基波，進(jìn)最終使非正弦式波動電流形成。
2 煤礦供電系統(tǒng)諧波的危害
（1）危害電力電纜.在供電系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)在輸電裝置的一系列區(qū)域搭設(shè)電纜，在出現(xiàn)諧波的時候，排布的電纜會放大諧波電流的效果，從而導(dǎo)致全部電網(wǎng)回路的電壓峰值出現(xiàn)非常大的改變，要么是損壞電纜線路，最終出現(xiàn)漏電的現(xiàn)象。另外，還會損害電纜線路的表皮，導(dǎo)致火花的出現(xiàn)。因?yàn)槊旱V存在非常多的煤塵和瓦斯，所以直接影響到煤礦生產(chǎn)的安全性。
（2）危害電機(jī)。因?yàn)楣╇娤到y(tǒng)在供電的時候會導(dǎo)致很多諧波的出現(xiàn)，以及諧波具備非常高的頻率，所以在供電系統(tǒng)裝置經(jīng)過諧波電流和電壓的過程中，大量的消耗會形成于裝置的回路當(dāng)中，并且諧波形成的電力也會導(dǎo)致?lián)p耗。這樣一來，交流電機(jī)在變頻器的控制之下也會由于諧波電流而形成大量的電流，在大型電機(jī)上受到電流的影響下，電機(jī)的軸承會受到危害，甚至電機(jī)會被燒壞。
（3）導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動作的出。。因?yàn)橹C波電流的持續(xù)變大，會影響到全部電力的回路，這樣斷路器診斷到改變的電流峰值會進(jìn)行閉合。在經(jīng)過多次改變的電流峰值之后，斷路器的開閉效果會降低，從而導(dǎo)致自動裝置與斷電保護(hù)的誤動作。并且改變了變壓器電壓合閘過程中電流的增幅效果，增加的諧波量會增加電流分量，從而使惡性循環(huán)形成，最終導(dǎo)致大量繼電保護(hù)的觸發(fā)。
3 煤礦供配電系統(tǒng)的諧波治理
煤礦供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的大量諧波，一定會對整個供電性產(chǎn)生大量危害。甚至影響整個供電系統(tǒng)的變化，進(jìn)而對各種用電設(shè)備造成破壞，對煤礦工業(yè)的運(yùn)作帶來影響，所以一定要采取有效措施來對 諧波進(jìn)行治理。
（1）選用大截面的電力電纜。在選用煤礦供電系統(tǒng)電力電纜截面的時候，需要兼顧諧波導(dǎo)致的電纜發(fā)熱情況，針對諧波連接關(guān)鍵擾動裝置的配線，對電纜載流量進(jìn)行確定的情況下需要確保充足的裕量，在需要的情況下實(shí)現(xiàn)一級電纜截面的放大。
（2）選用適宜的變壓器。對連接變壓器的方式進(jìn)行合理地選擇，可以避免電源配電系統(tǒng)當(dāng)中傳輸3N次諧波電流和不平衡電流。在Δ/Y變壓器當(dāng)中，處于原邊繞組循環(huán)流動的3N次諧波電流和不平衡電流不會往電源配電系統(tǒng)當(dāng)中傳輸。Δ/Y形變壓器是大部分煤礦供電系統(tǒng)應(yīng)用的變壓器。結(jié)合負(fù)載對額定電力變壓器容量進(jìn)行確定的情況下，需要兼顧畸變的諧波而留下裕量。在設(shè)計(jì)礦井的時候，通常需要確保70%――80%負(fù)荷率的變壓器，此裕量能夠避免諧波導(dǎo)致的變壓器發(fā)熱現(xiàn)象。再者，Δ形接法繞阻能夠解決此問題，其為3N次諧波和不均衡的循環(huán)帶來了通路，如此就能夠避免向配電系統(tǒng)傳入。
（3）應(yīng)用諧波補(bǔ)償設(shè)備。針對煤礦當(dāng)中的帶式運(yùn)輸機(jī)的變頻裝置、通風(fēng)機(jī)、大功率提升機(jī)等關(guān)鍵的諧波源，在工作的時候會導(dǎo)致高次諧波污染。為了對工作過程中的變頻器形成的諧波進(jìn)行控制，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用諧波補(bǔ)償設(shè)備，確保正弦波的電流輸入。傳統(tǒng)的是應(yīng)用LC調(diào)諧濾波器的諧波補(bǔ)償設(shè)備，其不但能夠?qū)χC波進(jìn)行補(bǔ)償，而且能夠?qū)o功功率進(jìn)行補(bǔ)償。然而，煤礦供電系統(tǒng)工作情況與阻抗會制約到補(bǔ)償性能，容易跟系統(tǒng)出現(xiàn)并聯(lián)諧振，從而放大諧波，導(dǎo)致LC濾波器的過載。除此之外，其僅僅可以對頻率固定的諧波予以補(bǔ)償，難以實(shí)現(xiàn)顯著的效果，然而這種設(shè)備具備簡單的構(gòu)造，依舊被普遍地應(yīng)用。在普及電力電子器件之后，補(bǔ)償諧波的的重要手段是應(yīng)用有源電力濾波器，有源濾波器的運(yùn)行原理是檢測出補(bǔ)償對象的諧波電流，再形成跟諧波電流極性相反和大小一樣的補(bǔ)償電流，進(jìn)而使基波分量僅僅存在于電網(wǎng)電流當(dāng)中。如此的濾波器可以跟蹤補(bǔ)償幅值與頻率都改變的諧波，以及補(bǔ)償特點(diǎn)不會受到電網(wǎng)阻抗的制約。
4 結(jié)語
綜上所述，隨著時代的發(fā)展，電能質(zhì)量問題已越來越引起用戶和供電部門的重視。想要確保煤礦生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，就務(wù)必高度關(guān)注煤礦供電系統(tǒng)的諧波危害，明確其出現(xiàn)的原因，借助有效的治理對策加以疏導(dǎo)，從而使傳導(dǎo)與形成的諧波減少，盡最大程度地保護(hù)供電系統(tǒng)，最終大大地提升煤礦生產(chǎn)效率與效益。
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諧波治理范文6
電力諧波的診斷
模擬濾波和基于傅氏變換的頻域分析法。模擬濾波器法診斷電力諧波有兩種方式：一是通過濾波器濾除基波電流分量從而得到諧波電流分量，二是用帶通濾波器得出基波分量，再與被檢測電流相減后得到諧波電流分量。采用模擬濾波器對電力諧波進(jìn)行診斷簡便易行，但存在較大的誤差，此外這種診斷方法不具備實(shí)時性，且容易受外界環(huán)境干擾。
基于傅氏變換的頻域分析法是根據(jù)采集到的一個周期的電壓值或電流值進(jìn)行計(jì)算和分析，從而得到電流中所包含的諧波次數(shù)、幅值等信息，將有待消除的諧波分量通過傅里葉變換器獲得所需的誤差信號，再將所得的誤差信號進(jìn)行傅里葉反變換就得到了補(bǔ)償信號。
基于小波變換的診斷法。基于小波變換的診斷法由于在時域和頻域同時具有較好的局部化性質(zhì)，克服了傅里葉分析法在非穩(wěn)態(tài)信號分析方面的缺陷，更適用于對突變信號的分析。
由于小波分析能計(jì)算出某一特定時間的頻率分布并把各種不同頻率組成的頻譜信號分解為不同頻率的信號塊，因此可以通過小波變換來較準(zhǔn)確地求出基波電流，最終得到諧波分量。
基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法。基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波診斷法自面世以來便呈現(xiàn)迅速發(fā)展的狀態(tài)，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展與推廣，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法在電力運(yùn)行中所獲得的經(jīng)濟(jì)效益也得到了逐漸提升，尤其是在優(yōu)化電力調(diào)度、預(yù)測負(fù)荷、諧波診斷和諧波預(yù)測等方面顯現(xiàn)出十分理想的性能。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行諧波的診斷主要是通過模型構(gòu)建、樣本選擇、算法等手段，對諧波和無功電流進(jìn)行檢測，這種檢測方法無論是對周期性的電流還是非周期性的電流都具有理想的跟蹤診斷效果，同時對隨機(jī)抗干擾也有著較強(qiáng)的識別能力。
與其他諧波診斷方法相比，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波診斷法具有更高的精確度和更為理想的診斷效果，此外，由于基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測方法具有更強(qiáng)的實(shí)時性，且抗干擾能力較強(qiáng)，因而應(yīng)在今后的電力諧波診斷工作中得到進(jìn)一步推廣使。
電力諧波的綜合治理
優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)。電力諧的產(chǎn)生往往與電氣設(shè)計(jì)不合理有著極大的關(guān)系，因而要從根本上解決電力諧波問題首先優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)，避免電力諧波的發(fā)生。對此，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時需要采取避免諧波的技術(shù)對策，例如：增加整流器脈動數(shù)。整流器是電力供電網(wǎng)絡(luò)中諧波的主要來源，其特征頻譜為n=Kp？，由該式可見，P增加時，n會隨之增加，則諧波電流減少，相應(yīng)的諧波也隨之減少，可見增加整流器脈動數(shù)對減少諧波十分有效；推廣應(yīng)用PWM技術(shù)。PWM技術(shù)即脈寬調(diào)制技術(shù)，利用該技術(shù)減少諧波的原理是：PWN能使諧波頻譜增高從而降低諧波量，可以使得變流器的輸人為正弦波；在可控整流后面加接功率因數(shù)矯正（PFC），同樣可以達(dá)到控制輸入電流為正弦的目的，同時PFC可以進(jìn)行相位矯正，使得從電網(wǎng)側(cè)看，負(fù)載可等效為線性負(fù)載；三相整流變壓器采用Y-d（Y/）或者d-Y（Y/），以此消除3的倍數(shù)次的諧波；除上述措施外，合理選用變壓器、電力電纜和開關(guān)設(shè)備等設(shè)備和元件也是避免電力諧波的重要手段。
安裝合適的濾波裝置。目前較為常用的濾波裝置包括以下幾種：L-C無源濾波器（PF）這種濾波裝置較為常用，其原理是利用LC諧振對諧波電流實(shí)現(xiàn)抑制，當(dāng)某一高次的諧波頻率與諧振頻率相同時，則可消除該次諧波，同樣的，采用多個不同的諧振頻率則可消除多個高次的諧波。L-C無源濾波器使用簡單，維護(hù)方便，運(yùn)行可靠，是我國目前使用最為普遍的濾波裝置之一，這種濾波裝置除了能夠較好的吸收諧波，還能夠顯著改善負(fù)載功率因數(shù)。但與此同時，這種濾波器具有體積大、耗能高等缺點(diǎn)，還有可能對某些次的諧波有放大的作用；源電力濾波器（APF）。這種濾波器能夠通過動態(tài)無功補(bǔ)償來抑制諧波，由于APF由靜態(tài)功率變流器所組成，因而它具有變流器所擁有的快速響應(yīng)性和可控性。由于該裝置可向交流電網(wǎng)注入補(bǔ)償電流，且注入電流的幅值與負(fù)載電流向電網(wǎng)注入的諧波電流大小相同相位相反，因而能夠有效抵消諧波電流，相對于無源濾波器具有更高的濾波成效，缺點(diǎn)是這種濾波裝置的使用成本較高；混合濾波裝置（HAPF）。混合濾波裝置中設(shè)有大容量無源LC濾波器網(wǎng)路用以消除低次諧波，同時串聯(lián)有源濾波器用以消除高次諧波，這樣一來LC濾波網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的消除諧波的作用降低了有源濾波器的而定典雅，一來確保了消除諧波的效果，二來節(jié)約了有源濾波器運(yùn)行成本，同時減小了有源濾波器的體積。這使得混合濾波裝置的初期投資與運(yùn)行成本較小，濾波性能優(yōu)良，因而具有十分廣闊的發(fā)展前景。
合理選擇接入點(diǎn)。大功率整流負(fù)載接入電網(wǎng)時，若接入點(diǎn)的短路電容較大，則其阻抗小，那么諧波電流所引起的諧波電壓就相對較小，因而可通過增大供電變壓器容量的方式來減小諧波，尤其是對于短路電容較大的專用供電線路以及高電壓的電網(wǎng)。
強(qiáng)化供電管理。強(qiáng)化供電系統(tǒng)管理對于維護(hù)電網(wǎng)正常運(yùn)行和減少電力諧波有著重要的意義，供電管理中應(yīng)注意以下兩個問題：強(qiáng)化對管轄范圍內(nèi)電力供電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃管理和技術(shù)監(jiān)督，對于新架設(shè)的電網(wǎng)要強(qiáng)化對其諧波水平的審核，對于已經(jīng)投入使用的供電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)要求用戶安裝濾波設(shè)備；加大執(zhí)法力度，采取適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)約束手段，改變先污染后治理的現(xiàn)狀，對電力電子設(shè)備技術(shù)水平進(jìn)行嚴(yán)格審核，對其諧波含量進(jìn)行測試檢驗(yàn)，超過國家規(guī)定指標(biāo)的設(shè)備不得投入電力供電系統(tǒng)使用。
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