電力系統(tǒng)中電子技術(shù)在諧波治理中的應(yīng)用

楊艷++王超

摘 要：隨著時代的突飛猛進(jìn)，我國科技的發(fā)展也進(jìn)入到了新的階段，特別是針對電力行業(yè)來說，作為我國主要支柱行業(yè)之一，信息化時代背景條件下，也需要進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和思考。就目前而言，電力行業(yè)已經(jīng)成為了一個最基礎(chǔ)的行業(yè)，不但為我國其他行業(yè)正常的生產(chǎn)和發(fā)展帶來了重要保障。同時也是我國居民正常生活的基礎(chǔ)。但是由于電力行業(yè)的重要性，所以對于行業(yè)本身也具有更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?，特別是對電力輸送時出現(xiàn)的問題進(jìn)行相應(yīng)的解決，所以，在電力系統(tǒng)中研究電子技術(shù)在諧波治理中的應(yīng)用，將對我國電力行業(yè)的發(fā)展提供重要的參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)中的電子技術(shù) 諧波治理方法 分析和運用

中圖分類號：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0021-01

諧波是一種正弦波，其特點主要是頻率始終在基波的整數(shù)倍，而當(dāng)電路中有非線性元器件或者負(fù)載時，就會導(dǎo)致電網(wǎng)內(nèi)部再次產(chǎn)生多個與基波呈整數(shù)或者分?jǐn)?shù)倍的正弦波，這些波也就說電網(wǎng)諧波，特別是一些高次諧波，很容易導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)定，也會導(dǎo)致諸多安全問題的發(fā)生，于此同時，諧波污染已經(jīng)被電子行業(yè)列為主要的發(fā)展問題之一。而作者將通過該文，就電力系統(tǒng)中電子技術(shù)在諧波治理中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。

1 諧波產(chǎn)生的原因

對于電力系統(tǒng)而言，諧波的產(chǎn)生是一個無法消除的過程，按照諧波產(chǎn)生的元器件不同，主要可以將諧波的來源歸結(jié)為兩大類：（1）電源產(chǎn)生諧波，這種諧波主要是由于發(fā)電機電壓器等工作電壓高于額定電壓，且百分比要大于10%，同時加上磁飽和，引發(fā)3次諧波出現(xiàn)快速增加；（2）由于用戶采用的電器多為非線性電器，例如電焊裝置以及電弧爐等等，同時還有一些電鍍直流裝置；變頻冰箱空調(diào)等特殊裝置，導(dǎo)致交流整流發(fā)生逆變。

2 電網(wǎng)諧波的害處

電網(wǎng)諧波的影響相對廣泛，一般來說其危害可以按照類型分為四類：（1）諧波會對供電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生威脅，特別是相關(guān)測量時，通常會采用電磁繼電器，但是諧波會引發(fā)測量元件發(fā)生誤動，最后導(dǎo)致配電系統(tǒng)安全性難以得到保障；（2）諧波會對設(shè)備造成損毀，一般在電網(wǎng)中主要采用的金屬以銅鐵居多，而不同的諧波則會導(dǎo)致這些金屬出現(xiàn)磨損，直接導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)異常，另外諧波也會導(dǎo)致電容器消耗過多，最終發(fā)生過早老化報廢；（3）諧波會對通訊系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾，從而導(dǎo)致通訊的質(zhì)量下降；（4）諧波對于人體的危害也是極其巨大的，其主要危害就是同時產(chǎn)生的噪音會讓人的正常生活受到影響，同時會導(dǎo)致人的正常細(xì)胞受到刺激而發(fā)生異變。

3 電子技術(shù)分類

對于目前我國電力系統(tǒng)來說，主要用到的多為半導(dǎo)體元器件，所以電子技術(shù)的類型也可以分為以下幾類，即高壓直流輸電技術(shù)，無功補償技術(shù)，交流輸電技術(shù)，用戶電力技術(shù)以及變頻技術(shù)。就高壓直流輸電技術(shù)來說，主要被廣泛運用到電力輸送以及工程建設(shè)方面；無功補償技術(shù)，是針對對于輸電系統(tǒng)的無功功率進(jìn)行相應(yīng)的功率補償，保證以滿足輸送的需求；交流輸電技術(shù)則廣泛運用于晶閘管控制的移相器、相間功率控制器等等元器件的制造中；而用戶電力技術(shù)的目標(biāo)是實現(xiàn)輸電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，提升供電的效率，運用比較常見的元器件有：動態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR），固態(tài)斷路器（SSCB）等等；最后是變頻技術(shù)，變頻技術(shù)目前運用比較常見的是空調(diào)冰箱等電器，當(dāng)然還會運用在發(fā)電廠的風(fēng)機以及抽水機，主要是通過頻率調(diào)整，實現(xiàn)節(jié)能效果[1]。

4 電子技術(shù)在諧波治理中的運用

4.1 有源濾波器的實現(xiàn)

有源濾波器（又被稱為APF），故名思意，其工作原理與電壓有直接的關(guān)系。有源濾波器的在工作時，通常會首先對補償目標(biāo)進(jìn)行電流以及電壓的數(shù)據(jù)測量，同時對諧波以及無功功率進(jìn)行計算，最后算出補償電流的大小，并且保證其余諧波以及無功電流相消除，最后達(dá)到獲得電源電流的目標(biāo)。而在有源濾波器的研究歷程中，大功率開關(guān)元器件的雛形以及瞬間無功理論的提出，都為其發(fā)展提供了寶貴的數(shù)據(jù)。但是有源濾波器的開發(fā)還是需要太大的成本，而且容量較低，所以目前對于有源濾波器的研究暫時停滯，有的研究則考慮將有源濾波器與無源濾波器進(jìn)行結(jié)合，即研究混合濾波裝置的工作職能，這種方法可以有效降低因串聯(lián)導(dǎo)致的諧振現(xiàn)象，對于有源濾波器的容量要求也沒有太高，利于實現(xiàn)[2]。

4.2 有源功率因素校正設(shè)備實現(xiàn)

將整流器的電流通過正弦電壓處理，就可以得到功率因素的校正。但是需要建立在一定的電路條件下，即需要一個無源或者有源電路作為基礎(chǔ)，前者設(shè)計難度相對較小，僅需要控制電流的諧波，即設(shè)定電抗性負(fù)載；而后者則需要專有的控制系統(tǒng)，利用開關(guān)讓輸入電流轉(zhuǎn)化為正弦電流，以免諧波發(fā)生干擾，也是運用較為廣泛的一種方式。有源功率因素校正電路一般會采用升壓斬波電路或者Buck-Boost型電路，即根據(jù)電感電流進(jìn)行分析，將有源因數(shù)校正設(shè)備分為連續(xù)導(dǎo)通以及間斷導(dǎo)通兩種情況。而目前有源功率因數(shù)校正方法的研究已經(jīng)完成了小功率可控電源的研發(fā)，而三相有源功率因素校正技術(shù)則還在研究發(fā)展階段，尚未獲得廣泛運用，不過已經(jīng)是目前世界電子科研主要的研究目標(biāo)之一[3]。

5 結(jié)語

信息化是目前新時代的特征，而信息技術(shù)作為時代的特定產(chǎn)物，也被廣泛運用到現(xiàn)在科技中，特別是一些電子通信行業(yè)，甚至包含重要的電力行業(yè)。就電力行業(yè)而言，其主要的核心在于測量以及調(diào)整，特別是對于電力行業(yè)的輸送電網(wǎng)來說，由于對民眾的日常生活以及工業(yè)產(chǎn)生發(fā)展具有重要的作用，所以其可靠性也是極其重要的。電網(wǎng)諧波是電力系統(tǒng)中長久以來存在的問題，無論是在電力輸送的效率、質(zhì)量、電網(wǎng)設(shè)備的安全以及居民身體健康方面，都存在較大的威脅，而電子技術(shù)則在此刻體現(xiàn)出其重要的價值，通過相關(guān)的電子技術(shù)，可以準(zhǔn)確找出諧波的產(chǎn)生以及電網(wǎng)的缺陷，從而通過先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行治理，降低和減輕諧波對電力系統(tǒng)造成的影響，提升輸電效率，保證工業(yè)正常的生產(chǎn)流程和民眾正常的生活。

參考文獻(xiàn)

[1] 李建民.淺談配電網(wǎng)諧波的危害及其治理措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，12（34）：155.

[2] 張建軍，陳磊，毛俊杰.電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原因及治理措施分析[J].科技資訊，2014，12（35）：110.

[3] 李江，王義偉，魏超，等.卡爾曼濾波理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用綜述[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，3（6）：136-138.