内蒙古电力（集团）有限责任公司巴彦淖尔电业局磴口供电分局
内蒙古 磴口 015200
摘要：在国际化能源紧张背景下，节约型社会建设思想逐渐被提出。而由于电能质量提高和节能降耗管理是国家政策关键。因此，在电力资源传输过程中应注重采用电力电容器进行无功补偿。同时，在变电所配置期间，将电力电容安装在变压器低压侧。但由于此种方法存在着高次谐波等问题，因而，需在变电所操控期间，采取无功电容补偿和谐波抑制技术，由此控制系统失控现象。本文从无功补偿的一般方法分析入手，并详细阐述了谐波抑制技术的具体应用。
关键词：无功；电容补偿；谐波抑制
前言：就当前的现状来看，供电系统常用的无功补偿装置仍然存在着某些不足，而为了解决系统失控、功率因数控制器测量紊乱等问题，需设计一种具有谐波抑制功能的无功补偿装置，由此防止过电流、过电压等故障问题的频繁凸显。同时，借助装置的自动保护、电容补偿等的全自动谐波记忆运行，测量系统电压、工作电流、电容电流、无功功率等参数，最终实现对高次谐波的有效控制。以下就是对无功电容补偿和谐波抑制技术等应用问题的详细阐述。
一、无功补偿的一般方法
就当前的现状来看，无功补偿的一般方法主要体现在以下几个方面：
第一，低压个别补偿。即在无功补偿作业中，参照个别用电设备无功需求量，将单台、多台低压电容器以分散方法，连接至用电设备。同时，通用一套断路器，继而在个别用电设备运行时，通过控制装置与电机的同时投切运作行为，达到无功补偿目的。此种无功补偿方法适用于大中型异步电动机等个别大容量连续无功消耗运作环境，且以补励磁无功作业方法，促使大中型异步电动机在运行时，无功补偿投入。而在设备停止时，补偿设备也退出。除此之外，此种无功补偿方法也具备安装简单且投资少、配置灵活等优势特点，因而，应强化对其的应用；
第二，低压集中补偿。即为了达到无功补偿目的，需利用低压开关将低压电容器连接至配电器低压母线侧。同时，无功补偿投切装置是系统的保护装置，就此通过对系统运行中低压母线无功负荷的实时调整，操控电容器投切动作，且以投切动作的整组运行方式，使无功平衡，并降低网损。即低压集中补偿方式在应用过程中具备经济性且接线简单、工作量小等优势[1]；
第三，高压集中补偿。即在变电所配置期间，可将并联电容器连接至6-10kV高压母线位置，继而当用户存在高压负荷时，可通过高压集中补偿方式，减少无功消耗，且依据补偿装置负荷大小，自动化控制投切行为，达到效益较高的补偿效果。
二、谐波抑制技术
（一）LC滤波器
以上无功补偿是对基波无功功率的补偿，而为了达到谐波无功功率补偿目的，应运用谐波抑制技术。即首先，在谐波抑制技术应用过程中，应配置无源滤波器。即由电抗器、电容器、电阻等共同组成单调谐波滤波器，而滤波器的组成应按照功能要求进行安装，且位于公共电网节点位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，L，C，R元件将作为谐振回路，继而当LC回路中谐波频率与某一高次谐波电流频率相同时，可通过LC滤波器功能控制高次谐波进入电网，降低电网损耗[2]。此种LC滤波器谐波抑制方法，具备结构简单、投资少、维护方便等优势特点。但随着现代化科学技术的不断革新，无源滤波器体积大、滤波易受影响等缺点也逐渐涌现出来。
（二）高压谐波检测装置
在变电所操控期间，高压谐波检测装置也可实现对高次谐波的控制。而在装置设计期间，为了控制高次谐波进入电网，应在电路设计时，由运算放大器IC1构成≤150Hz的谐波检测单元，运算放大器IC3构成≥250Hz的高次谐波检测单元，运算放大器IC2构成≤150Hz谐波频率指示记忆单元，运算放大器IC4构成≥250Hz的高次谐波频率指示记忆单元，而H1和H2是谐波指示灯。继而在各单元组成部分完整的基础上，当装置中出现频率≤150Hz谐波频率时，电压互感器PT的二次输出端将成为谐波源的检测点[3]。同时，低频电感线圈与电容将组成150Hz的谐振电路，继而通过运算放大器IC1对谐波频率为150Hz谐波进行放大处理，待谐波达到设定值时，投切电容器电源，随之，待谐波消除，重新投入电容组。而当频率≥250Hz时，应利用IC3高谐波检测单元对其进行处理，同时，由高频电感线圈和电容共同组成高次谐波吸收回路。即当高次谐波超过设定值时，启动运算放大器IC3反向放大功能，稳压二极管击穿，且通过“或”门，进行切断电容器电源的各个动作，最终消除高次谐波。
（三）有源电力滤波器
在高次谐波补偿动作中，为了达到高效性补偿目的，应注重运用APF等有源滤波器。即有源滤波器由交流系统、负载、电力有源滤波器等共同组成。当系统中出现高次谐波时，可利用有源电力滤波器所提供的补偿大小相等、极性相反的电流，抑制负载中有害电流。例如，当交流系统输出的系统电流Is=ILf时，电力有源滤波器将提供补偿电流Ic。同时，结合谐波电流检测结果，保持Ic=-ILh，最终经电流补偿操作后，将IL=ILf+ILh的负载电流送入到负载。即利用电力电子器件，向电网输入与原有谐波相位相反，但电流幅值相等的电流，使电源总谐波等于零，就此达到谐波电流实时补偿效果。除此之外，有源电力滤波器也具有高度可控性和补偿各次谐波等优势[4]。因而，应强化对其的合理化应用，继而通过APF等有源滤波器自适应功能，跟踪补偿具有变化性的谐波，避免高次谐波进入电网，造成电网高度消耗。
（四）两类逆变器补偿系统
在谐波补偿作业中，两类逆变器补偿系统的设计也可达到谐波抑制目的。为此，应从以下几个层面入手：
第一，在两类逆变器补偿系统设计过程中，应高效发挥不同器件优势。即以谐波与无功功率解耦补偿方式，设计多重化逆变器和PWM逆变器，其中，多重化逆变器由6个脉动逆变器共同组成，当输出电压与公共连接点电压不同步，且输出电压低于公共连接点电压时，多重化逆变器可以滞后的无功电流，对电容电压、逆变器输出电压、补偿无功功率大小等各项参数进行调节，就此达到谐波抑制目的[5]；
第二，在谐波抑制时，也可采取双PWM逆变器抑制方法。即通过不同的开关频率，对负荷中特定谐波电流进行补偿，达到补偿性能改善的谐波补偿目的。
从以上的分析中即可看出，两类逆变器补偿系统的谐波抑制技术，具备改善有源滤波器谐波抑制装置的效果。因而，应提高对其的重视程度，实时进行谐波电流的补偿，进一步提高变电所供电质量，满足社会发展中电能需求，且达到节约型电能传输目的。
结论：综上可知，受谐波的污染，电力电子装置在运行过程中仍然存在着高消耗、低效率等运行问题。为此，为了打造良好的电力资源运输环境，应注重通过补偿装置的装设，补偿无功功率和谐波。同时，根据需求，进一步改进电力电子装置，对装置功率因数进行控制，且通过LC滤波器、高压谐波检测装置、有源电力滤波器、两类逆变器补偿系统等多种谐波抑制技术，对无功电容和高次谐波进行抑制补偿，并以主动型和被动型两种方式，达到高效性补偿效果。
参考文献：
[1]陈善坚.谐波抑制和无功功率补偿技术研究[J].甘肃联合大学学报(自然科学版)，2011，12（06）：46-50.
[2]侯昕琼.浅谈无功动态补偿及谐波抑制技术在油田配电网上的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2013，11（03）：99.
[3]彭劲杰，樊晓平，李刚.新型连续无功补偿装置的设计与仿真[J].电力系统及其自动化学报，2013，12（01）：86-90+101.
[4]何军.电力电子技术与谐波抑制、无功功率补偿技术研究综述[J].电子技术与软件工程，2016，14（01）：243.
[5]张园.电力电子装置谐波抑制及无功补偿技术的研究[J].绿色环保建材，2016，15（08）：193.
论文作者:胡善智
论文发表刊物:《科技中国》2016年12期
论文发表时间:2017/3/16
标签：谐波论文; 滤波器论文; 抑制论文; 电流论文; 逆变器论文; 装置论文; 电容论文; 《科技中国》2016年12期论文;