关于电力电子装置谐波问题的综述
串联型APF可等效为一受控电压源,主要用于消除带电容滤波的二极管整流电路等电压型谐波源负载对系统的影响,以及系统侧电压谐波与电压波动对敏感负载的影响。由于此类APF中流过的电流为非线性负载电流,因此损耗较大;此外串联APF的投切、故障后的退出等各种保护也较并联APF复杂,所以目前单独使用此类APF的案例较少,国内外的研究多集中在其与LC无源滤波器构成的混合型APF上[2]。
混合型APF就是将常规APF上承受的基波电压移去,使有源装置只承受谐波电压,从而可显著降低有源装置的容量,达到降低成本、提高效率的目的。其中LC滤波器用来消除高次谐波,APF用来补偿低次谐波分量。
串-并联型APF又称为电能质量调节器(UPQC)[3],它具有串、并联APF的功能,可解决配电系统发生的绝大多数电能质量问题,性价比较高。虽然目前还处于试验阶段,但从长远的角度看,它将是一种很有发展前途的有源滤波装置。
有源滤波技术作为改善供电质量的一项关键技术,在日本、美国、德国等工业发达国家已得到了高度重视和日益广泛的应用。但是有源滤波器还有一些需要进一步解决的问题,诸如提高补偿容量、降低成本和损耗、进一步改善补偿性能、提高装置的可靠性等。同时APF的故障还容易引发系统故障,因此各国对此技术还保持着一定的谨慎态度[4]。
——有源电路调节器(APLC)图5为有源线路调节器(APLC)的原理图,其结构与APF相似,因此过去很多文献上都将其等同于APF。其实,从原理上分析,与APF单节点谐波抑制相比较,APLC是向网络中某个(几个)优选节点注入补偿电流,通过补偿电流在网络中一定范围内的流动,实现该范围内所有节点谐波电压的综合抑制。即通过单节点单装置的装设,达到多节点谐波电压综合治理的功能,APLC的出现,表明电力系统谐波治理正朝着动态、智能、经济效益好的方向发展。
5 谐波综合治理的展望
日益严重的谐波污染已引起各方面的高度重视。随着对谐波产生的机理、谐波现象的进一步认识,将会找到更加有效的方法抑制和消除谐波,同时也有助于制定更加合理的谐波管理标准。加大对谐波研究的投入将会大大加快对谐波问题的解决,当然谐波问题的最终解决将取决于相关技术的发展,特别是电力电子技术的发展。随着国民经济、谐波抑制技术的进一步发展、法制的进一步完善和对高效利用能源要求的增强,谐波治理问题最终将会得到妥善的解决。
随着电子计算机和电力半导体器件的发展,有源电力滤波器的性能会越来越好,价格会越来越低。而用于无源滤波的电容和电抗器的价格却呈增长的趋势。因此有源电力滤波器将是今后谐波抑制装置的主要发展方向。另外,电力电子技术中的有源功率因数校正技术也是极具生命力的。
6 结语
谐波的综合治理工作势在必行。消除电力电子装置谐波污染的工作,可称之为电力电子技术应用的“绿色工程”。电力电子技术的发展必须和这个工程同步,这样才能为高效、低污染地利用电能开辟重要途径,促进我们国民经济的发展和用电设备的革新。同时,电力电子技术的推广和利用才能有更为广阔的发展前景。
《关于电力电子装置谐波问题的综述(第4页)》