早期的谐波抑制技术是由模拟带通或带阻滤波器组实现。而传统的补偿谐波的方法是装设无源滤波器(Passive Power Filter)(无源滤波器又分为电机端滤波器和变频器端滤波器,电机端滤波器常见的有:并联电阻[5],一阶RC串联型电动机端滤波器[6],二阶并联型电动机端滤波器[7].)由于其技术成熟,具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,因此无源滤波器仍是目前谐波抑制的主要手段,但仍然存在一些缺点。目前,利用有源电力滤波器进行谐波抑制是一种趋势。有源电力滤波器(Active Power Filter)是一种用于动态抑制谐波的新型电力电子装置。它抑制频率和幅值都发生变化的谐波,克服了无源电力滤波器等传统的谐波抑制的缺陷。它还可以对电力系统中的谐波进行补偿,和传统的谐波补偿方法相比,有源电力滤波器具有巨大的技术优势和良好的发展前景。进入90年代以来,由于电力谐波污染日趋严重,有源电力滤波器的研究越来越受到重视,其应用领域不断扩大,用途也多样化。而且随着新型电力半导体器件的出现、电力电子技术的发展,有源电力滤波器发展迅速。现在日本、美国、德国等工业发达国家有源电力滤波器已得到了高度重视和广泛的应用。65007
我国对谐波问题的研究起步较晚。1982年我国第一次谐波学术研讨会在石家庄召开,1989年我国才有这方面的研究文章。1993年国家技术监督局批准并颁布了《电能质量一公用电网谐波》GB/T14549-1993,同时有实验性的工业应用报道发表,但采用的方法陈旧,效果颇不理想。近几年进行这方面的研究单位在逐渐增加,主要集中在一些高等院校和少数研究机构,以理论研究和实验。在谐波检测技术与谐波抑制技术方面,取得了丰硕的成果。1994年首次将神经网络理论用于谐波检测;1996年,首次将瞬时无功功率理论用于单相电路谐波与无功电流检测;1997年首次将小波理论用于谐波检测;同年首次将神经网络应用到有源电力滤波器来实现谐波自适应检测。山西大学工程学院张玉华等人进行了基于Matlab的电力系统谐波分析,认为Matlab对于电力系统谐波检测有很大帮助[8]。南京南瑞继保电气有限公司石祥建等人对静止变频器系统分数次谐波进行分析,分数次谐波与机桥输出频率有确定的关系,推倒简化分数次谐波公式对谐波分析研究有很好的帮助[9],解放军理工大学的张丽彬,陈晓宁等人对设备自身减少谐波及干扰方法进行研究很好的抑制了变频器谐波的产生[10]。
谐波分析包括谐波源分析和电力系统谐波分析两种类型。在电力电子装置普及以前,变压器是主要的谐波源。目前变压器谐波已退居次要地位,各种电力电子装置成为主要的谐波源。在电力电子装置的谐波分析中对电容滤波整流电路等的研究还不充分。电力系统的谐波分析是以电力系统为对象,论文网当系统中有一个或多个谐波源时,就要计算和分析系统中各处的谐波电压和谐波电流的分布情况。高压直流输电工程的建立及静止无功补偿装置(SVC)的应用有力地推动了这方面研究工作的进展,我国学者夏道止在这一领域的研究在国际上产生了广泛的影响。其研究的主要特点是把交直流电力系统一直作为一个整体统一求解,使得分析结果更为准确。目前这一领域还有一些问题有待进一步研究,例如,当系统的谐波源为时变或同时存在多个谐波源时,如何进行建模和分析;如何计算或估计负载及系统的等效谐波阻抗;如何对待背景谐波等。
电力系统中谐波的实际测量结果是谐波问题研究的主要依据,也常常是研究分析问题的出发点。由于电子技术特别是数字电子技术的进步,已有许多仪器能对谐波进行连续的测量,提供必须的信息。但如何合理地选择采样时间,测量间隔及测量位置,如何处理波形瞬态畸变和闪变等问题还需要深人研究。在有谐波时各种电学量的测量中,以功率和电能的测量最为重要。这项工作除与谐波标准有关外,更和存在谐波时功率的分类和定义直接相关。数字采样测量技术的发展正在突破以前存在的各种技术限制,但因缺少统一的功率分解和定义,这一问题尚未得到合理的解决[11]。