電力電子裝置諧波抑制及無(wú)功補償技術(shù)研究

　　分析了諧波抑制技術(shù)中無(wú)源濾波器和有源電力濾波器的應用，對比了二者的優(yōu)缺點(diǎn)。最后簡(jiǎn)要探討了一種主動(dòng)節能降耗、不會(huì )產(chǎn)生諧波和諧波電流的有源功率因數校正技術(shù)。開(kāi)關(guān)電源等電力電子裝置的使用促進(jìn)了功率因數校正技術(shù)的發(fā)展，有源功率因數校正技術(shù)應運而生，其不會(huì )產(chǎn)生諧波，且保證功率因數為1，是一種新型的變流器.

　　摘要：本文簡(jiǎn)要分析了電力電子裝置的諧波抑制技術(shù)和無(wú)功補償技術(shù)，探討了無(wú)功補償技術(shù)中三種并聯(lián)電容器補償方式，探討了諧波抑制中無(wú)源濾波器和有源電力濾波器的應用，并提出了有源功率因數校正技術(shù)，旨在進(jìn)一步促進(jìn)電力電子裝置諧波抑制和無(wú)功補償技術(shù)的發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：電力電子裝置;諧波抑制;無(wú)功補償

　　1前言

　　電力電子裝置的應用能夠實(shí)現電路形態(tài)的靈活變換，提升用戶(hù)電能使用的高效性，但需要注意的是，當前電力電子裝置的應用也會(huì )導致電網(wǎng)出現諧波污染和低功率因數的問(wèn)題，這會(huì )對供電質(zhì)量造成不良影響，對電網(wǎng)諧波的抑制和無(wú)功補償能夠有效避免上述問(wèn)題�；�于以上，本文簡(jiǎn)要研究了電力電子裝置諧波抑制及無(wú)功補償技術(shù)，旨在優(yōu)化電力電子裝置的應用，保證供電質(zhì)量。

　　2電力電子裝置無(wú)功補償技術(shù)分析

　　在電力系統中，有多種方法可以實(shí)現無(wú)功功率的補償，例如同步發(fā)電機、同步調相機的應用，SVC的應用等。許多工程供電系統有著(zhù)阻感性負載多的特點(diǎn)，其總等效負載呈感性，針對這種情況，主要采用并聯(lián)電容器方式來(lái)實(shí)現無(wú)功功率補償，從而提升其功率因數。下面就來(lái)簡(jiǎn)要探討無(wú)功補償技術(shù)中的并聯(lián)電容器補償技術(shù)。以安裝位置為標準，可以將并聯(lián)電容器補償技術(shù)分為以下三種方式：①集中補償方式：電容器組的安裝位置為母線(xiàn)，即在母線(xiàn)上集中安裝電容器組，這能夠有效提升整個(gè)變電功率因數，從而降低饋出線(xiàn)路無(wú)功損耗;②分區補償方式：在功率因數較低的區域母線(xiàn)上分別安裝電容器組，這種補償方式效果更好，但需要注意的是，相較于集中補償方式來(lái)說(shuō)，其補償范圍較小[1];③就地補償方式：對于異步電動(dòng)機等感性設備以及熒光燈照明線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，可以在負載設備附近區域位置安裝電容器組，這種補償方式即為就地補償，就地補償能夠有效提升用電設備供電回路功率參數，同時(shí)有著(zhù)改善用電設備電壓質(zhì)量的功能，但就地補償方式也有著(zhù)一定的局限性，其電容器安裝有著(zhù)分散性的特點(diǎn)，不利于監測和維護，隨著(zhù)低壓自愈式電容技術(shù)的發(fā)展，就地補償方式被進(jìn)一步推廣和應用。

　　3電力電子裝置諧波抑制技術(shù)分析

　　一般來(lái)說(shuō)，供電系統諧波抑制與消除的方法主要包括兩種，一種是無(wú)源濾波器或有源電力濾波器的應用，一種是對諧波源的改造，例如高功率因數整流器的采用及變流器相數提升。無(wú)源LC濾波器在工程上的應用最為廣泛，其有著(zhù)結構簡(jiǎn)單、成本低以及可靠性?xún)?yōu)良等特點(diǎn)，其能夠為諧波提供低阻抗路徑，在保留基波的基礎上來(lái)使諧波短路，從而實(shí)現諧波抑制作用，諧波能夠通過(guò)濾波器但不會(huì )進(jìn)入到供電系統中。下面簡(jiǎn)要分析無(wú)源濾波器和有源電力濾波器兩種方式：

　　3.1無(wú)源濾波器

　　電阻、電抗器以及電力電容器按照一定的功能要求組合即可制得無(wú)源濾波器。其中單調諧濾波器是結構和形式最為簡(jiǎn)單的一種無(wú)源濾波器，在單一特征次諧波的抑制中有著(zhù)良好的應用效果，具體來(lái)說(shuō)，單調濾波器之路在單一特征次諧波下串聯(lián)諧振，這就能夠形成低阻通路，使得次諧波電流盡可能小的流入電網(wǎng)，或不再流入電網(wǎng)，實(shí)現諧波抑制的目的。對于若干特征次諧波的抑制來(lái)說(shuō)，主要將若干個(gè)單調濾波器在電網(wǎng)中并聯(lián)。雙調諧濾波器也是無(wú)源濾波器的一種，其能夠同時(shí)對兩種頻率諧波進(jìn)行濾除，此外，還可以制作多階雙調濾波器，但其電路結構相對復雜，在實(shí)際中應用較少，這里不再贅述。為了濾除某一次以上的諧波，還可以將無(wú)源濾波器設計為高通濾波器。無(wú)源濾波器結構簡(jiǎn)單，維護和使用成本較低，不僅能夠實(shí)現諧波的吸收，還能夠進(jìn)行無(wú)功補償，從而改善功率因數，無(wú)源濾波器諧波抑制技術(shù)成熟，在諧波抑制和無(wú)功補償中應用最為廣泛[2]。但需要注意的是，無(wú)源濾波器也有著(zhù)一定的局限性，其主要通過(guò)并聯(lián)低阻抗通路來(lái)實(shí)現諧波抑制，系統和濾波器的阻抗比決定著(zhù)濾波特性，這就使得其存在以下兩個(gè)缺點(diǎn)：首先，運行工況和系統參數會(huì )對濾波特性產(chǎn)生較大影響，設計相對困難，諧振頻率主要依賴(lài)于元件的參數，因此無(wú)源濾波器中能夠濾除主要諧波，一旦LC參數出現漂移，則濾波特性會(huì )受到影響，難以保證濾波性能的穩定性;第二，電網(wǎng)參數和LC可能會(huì )影響諧波分量，產(chǎn)生的并聯(lián)諧振會(huì )增加該次諧波分量，從而降低了電網(wǎng)供電質(zhì)量。

　　3.2有源電力濾波器

　　有源濾波器的應用也能夠實(shí)現諧波抑制作用，主要通過(guò)可控的功率半導體將電流注入到電網(wǎng)中，此電流復制與諧波源電流相同，相位與諧波源相反，這就能夠保證總諧波電流為零，實(shí)現諧波電流補償。相較于無(wú)源濾波器來(lái)說(shuō)，有源電力濾波器有著(zhù)以下優(yōu)點(diǎn)：首先，有源電力濾波器不僅能夠對各次諧波進(jìn)行補償，同時(shí)能夠實(shí)現閃變的抑制，實(shí)現無(wú)功補償，功能較多，且性?xún)r(jià)比相對合理;第二，有源電力濾波器的特性不會(huì )受到系統阻抗等相關(guān)因素的影響，避免與系統阻抗發(fā)生諧振;第三，有源電力濾波器有著(zhù)自適應的特點(diǎn)，可控性和快速響應性較好。就目前來(lái)看，我國對有源電力濾波器的研究越來(lái)越深入，隨著(zhù)電力電子技術(shù)的進(jìn)步和相關(guān)元器件的發(fā)展，有源電力濾波器的應用將會(huì )越來(lái)越廣泛。

　　4有源功率因數校正技術(shù)

　　開(kāi)關(guān)電源等電力電子裝置的使用促進(jìn)了功率因數校正技術(shù)的發(fā)展，有源功率因數校正技術(shù)應運而生，其不會(huì )產(chǎn)生諧波，且保證功率因數為1，是一種新型的變流器[3]。有源功率因數技術(shù)的應用不會(huì )產(chǎn)生諧波電流和諧波，因此不會(huì )涉及到無(wú)功補償和諧波抑制的問(wèn)題，是一種積極主動(dòng)地節能較好措施，經(jīng)濟效益明顯，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，有源功率因數校正技術(shù)的應用前景比較廣闊。

　　5結論

　　綜上所述，本文簡(jiǎn)要分析了電力電子裝置無(wú)功補償技術(shù)中的并聯(lián)電容器補償技術(shù)，探討了三種主要補償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。分析了諧波抑制技術(shù)中無(wú)源濾波器和有源電力濾波器的應用，對比了二者的優(yōu)缺點(diǎn)。最后簡(jiǎn)要探討了一種主動(dòng)節能降耗、不會(huì )產(chǎn)生諧波和諧波電流的有源功率因數校正技術(shù)。通過(guò)分析可知，電力電子裝置無(wú)功補償技術(shù)和諧波抑制技術(shù)是相輔相成的，二者的進(jìn)步和發(fā)展是相互協(xié)調的。

　　參考文獻：

　　[1]何軍.電力電子技術(shù)與諧波抑制、無(wú)功功率補償技術(shù)研究綜述[J].電子技術(shù)與軟件工程,2016(1):243.

　　[2]常曉,王霜.電力系統諧波抑制和無(wú)功補償裝置[J].河南科技,2015(19):124～125.

　　[3]陳起良.電力電子技術(shù)與諧波抑制、無(wú)功功率補償技術(shù)研究綜述[J].電子技術(shù)與軟件工程,2013(20):197.

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