Гармоники в электросети в основном генерируются различными мощными преобразователями мощности и другими нелинейными нагрузками. Основными источниками гармоник являются различные силовые электронные устройства, такие как выпрямители и регуляторы переменного напряжения. Среди них выпрямляющие устройства составляют большую долю. Практически все они используют диодное неуправляемое выпрямление с конденсаторной фильтрацией или тиристорное фазоуправляемое выпрямление. Гармонические загрязнения и потребляемая ими реактивная мощность хорошо известны; в дополнение к выпрямительным устройствам, прерывателям и инверторам существует множество применений, и входной источник питания постоянного тока также исходит от выпрямительного устройства, поэтому проблема гармоник также очень серьезна, особенно устройства прерывания и инверторы, питаемые от источника постоянного напряжения. , источником постоянного напряжения которых являются в основном диоды. После неконтролируемого выпрямления его получают конденсаторной фильтрацией, и гармоническое загрязнение энергосистемы такими устройствами становится все более заметным.
Для подавления гармоник в энергосистеме и уменьшения вреда от гармоник при усилении научного и правового управления должны быть приняты активные и эффективные технические меры для минимизации содержания гармоник в силовом электронном оборудовании и установки эффективных фильтрующих устройств.
1. Принять активные меры по снижению содержания гармоник в силовом электронном оборудовании.
Уменьшение содержания гармоник в основном основано на самом устройстве преобразователя, за счет конструкции устройства преобразователя и добавления вспомогательных стратегий управления для уменьшения или устранения гармоник. Текущие технологии в основном включают:
1) Технология многоимпульсного преобразователя. Для мощных электронных устройств оригинальный 6-пульсный преобразователь часто проектируется как 12-пульсный или 24-пульсный преобразователь для уменьшения содержания гармонических составляющих тока на стороне переменного тока.
2) Основная идея технологии широтно-импульсной модуляции состоит в том, чтобы управлять каждым моментом переключения выходного сигнала ШИМ для обеспечения симметрии четверти сигнала. Амплитуда удаляемой гармоники равна нулю, а амплитуда основной волны является заданной величиной, чтобы достичь цели устранения указанной гармоники и управления амплитудой основной волны.
3) Технология многоуровневого преобразователя использует несколько методов фазового сдвига, управление последовательностью и несколько методов асимметричного управления для различных силовых электронных преобразователей для наложения прямоугольных токов или напряжений, чтобы преобразователи генерировались на стороне сети переменного тока. ступенчатая волна близка к синусоидальной и сохраняет определенное фазовое соотношение с напряжением источника питания.
2. Установите силовые фильтры, чтобы повысить эффективность фильтрации.
(1) Пассивный силовой фильтр
Пассивный силовой фильтр (PPF) - это использование конденсаторов и реакторов для формирования цепи настройки LC, которая может обеспечить параллельный путь с низким сопротивлением для гармоник в системе и играть роль фильтрации; в то же время использование конденсаторов может также компенсировать реактивную мощность и улучшить коэффициент мощности сети. Благодаря своей простой конструкции, низкой стоимости, низким эксплуатационным потерям и низким техническим требованиям PPF стал обычным оборудованием для повышения качества электроэнергии. Однако по структурным и теоретическим причинам использование пассивных фильтрующих устройств для решения проблемы гармоник также имеет некоторые непреодолимые недостатки, такие как: они могут отфильтровывать только определенные субгармоники, полоса компенсации гармоник узкая и перегрузочная способность. маленький. Полное сопротивление системы и изменение частоты имеют плохую адаптируемость, плохую стабильность, большой объем, большие потери и т. Д.
(2) Фильтр активной мощности
Он обнаруживает гармонический ток в электросети, а затем управляет схемой инвертора, чтобы генерировать соответствующую составляющую тока компенсации и вводить ее в электрическую сеть для достижения цели устранения гармоник. APF можно разделить на последовательный, параллельный и последовательно-параллельный гибридный тип в зависимости от режима соединения с системой. APF параллельного типа в основном подходит для гармонической компенсации нагрузок индуктивных источников тока. APF последовательного типа в основном используется для устранения влияния на систему нагрузок источников гармоник типа напряжения, таких как схемы диодного выпрямителя с конденсаторами. Последовательно-параллельный тип APF бывает как последовательным, так и параллельным. Функция APF.
Все более серьезное гармоническое загрязнение привлекает большое внимание со всех сторон. По мере дальнейшего понимания гармонических явлений будут найдены более эффективные методы подавления и устранения гармоник, а также это поможет сформулировать более разумные стандарты управления гармониками. Чтобы лучше достичь эффекта подавления гармоник, фильтрующие устройства с соответствующими структурами должны использоваться для различных нагрузок источников гармоник, таких как каскадные мощные APF, интеллектуальные APF на основе DSP и т. Д. Исследования показывают низкие потери и большую мощность, высокочастотный, интеллектуальный APF - это направление его развития.