模拟技术中的提高电网功能质量的抗干扰技术

1  引言 　　随着电力电子(PE)技术的飞速发展，人们对电力系统供电的可靠性、安全性以及电能的质量，提出了越来越高的要求。然而，电网中存在包括化工、冶金、煤矿及家用电器等大量非线性负荷与冲击负荷，尤其是大功率变流设备、晶闸管整流装置、电弧炉等负荷，导致电网中暂态冲击、无功功率、高次谐波及三相不平衡等问题日趋严重，对电网造成污染，增大能量损耗，劣化供电质量，不利于电力系统发、供、用电设备的安全、经济运行。特别是高次谐波的干扰，已构成当前电网中影响电能质量的一大“公害”。因此，解决电力系统谐波抑制及无功补偿、确保供电的质量，已成为大家关注的热门课题。 2  高次谐波的危害及现代控制系统的要求 【提高电网功能质量的抗干扰技术】 随着电力电子技术的快速发展，电力系统供电的可靠性、安全性和电能质量成为人们关注的重点。然而，电网中大量非线性负荷和冲击负荷，如大功率变流设备、晶闸管整流装置、电弧炉等，导致电网出现暂态冲击、无功功率、高次谐波和三相不平衡等问题，不仅污染电网，增加能量损耗，还恶化供电质量，对电力系统的安全和经济运行造成负面影响。 **高次谐波的危害** 高次谐波是由于非线性负荷注入电网的整倍数于基波频率的电流分量，导致电压和电流波形畸变，电能质量降低。具体危害包括： 1. **对电能质量的影响**：谐波电流在电网上产生谐波压降，使电压和电流波形失真，降低电能质量。 2. **对配电网的影响**：谐波电流导致电流集中在导体表面，增加电阻，加大功率和能量损耗，可能导致电压谐振，产生高电压，破坏设备绝缘。 3. **对功率因数的影响**：高次谐波降低了设备的实际功率因数，增加能耗。 4. **对变频调速系统的影响**：变频器的整流桥和逆变器产生的高次谐波造成耦合性噪声，影响电磁兼容性（EMC）。 5. **对现代交流电机控制系统的影响**：高频率运行和复杂的电磁环境对DSP控制技术的抗干扰能力提出更高要求。 **抑制高次谐波的主要指标和技术** 1. **加装交流滤波装置（无源滤波器）**：通过电感和电容元件建立谐振，吸收特定频率的谐波，同时提供无功功率补偿。优点是成本低、效率高，但补偿特性易受电网条件影响，可能导致其他谐波放大或谐振问题。 2. **有源电力滤波器（APF）的应用**：APF能动态抑制谐波，通过检测补偿对象的谐波电流，实时产生反向谐波电流来抵消谐波，避免无源滤波器的问题，提供更精确的补偿。 提高电网功能质量的抗干扰技术主要涉及对高次谐波的抑制和无功功率补偿。无源滤波器和有源电力滤波器是两种常见的解决方案，各有优缺点，选择时应根据具体电网条件和需求来确定。随着电力电子技术的进步，更智能、更高效的抗干扰技术将持续发展，以应对日益复杂的电网环境。