电力系统中谐波的产生与抑制.pdf

电力系统中的谐波是指在基波频率（工频，即50Hz或60Hz）之外，电力系统中出现的频率为基波整数倍的电压或电流成分。谐波的产生主要来源于发电、输配电和用电三个环节。 1. 发电环节： 传统火电、水电、核电等仍是主要发电方式，但随着可再生能源如风能、太阳能的增加，非正弦、非工频的电源被广泛使用。这些新能源发电设备需通过电力电子装置转换为正弦、工频的交流电接入电网，这个过程可能导致谐波注入。例如，风电通过变频装置接入电网时，变频器成为谐波的一个来源。 1. 输配电环节： 随着柔性交流输电技术和高压直流输电技术的应用，大量电力电子设备（如静态无功补偿器、可控串联补偿装置、高压直流换流器等）引入电力系统。这些设备虽提高了输电效率和稳定性，但同时也产生了谐波，增加了电力系统的复杂性。 1. 用电环节： 电力电子技术的发展催生了许多新型电器产品，如开关电源、充电装置、变频设备等。这些非线性负载在使用过程中产生非正弦电流，成为主要的谐波源。 2. 谐波的危害： 谐波影响电力系统的稳定性，降低电能传输效率，增加网损，导致电压质量下降。谐波还会引起电气设备如继电器误动作或失效，变压器和电动机因谐波损耗增加，寿命缩短。此外，谐波干扰计算机、通信系统，影响设备精度，对电视等显示设备造成图像畸变。 3. 谐波的抑制方法： 抑制谐波的方法主要包括安装谐波补偿装置和改造电力设备。无源滤波器（LC滤波器）是最常见的补偿手段，结构简单、成本低，但只能补偿特定频率的谐波。有源滤波器能动态补偿各种频率的谐波，性能更优，但成本较高。混合型有源滤波器结合两者优点，提供更全面的谐波抑制。 电力系统中谐波问题的管理和抑制是一项重要的任务，它涉及到电力系统的安全、稳定和效率。随着电力电子技术的发展和对电能质量要求的提高，谐波问题的研究和解决方案将更加重要，对减少经济损失和推动工业进步有着深远影响。