隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和人民生活對(duì)電能的依賴性日益增加，當(dāng)前各類用電設(shè)備無(wú)論從數(shù)量上還是從種類上來(lái)說(shuō)，都較過(guò)去有了明顯的增多，這一方面促進(jìn)了我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展，但同時(shí)也給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成巨大的壓力。在當(dāng)前電力系統(tǒng)所面臨的各種挑戰(zhàn)當(dāng)中，功率因數(shù)降低和諧波污染是其中比較嚴(yán)重的問(wèn)題。
1.電網(wǎng)諧波治理與無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x
當(dāng)前電網(wǎng)中的電力設(shè)備無(wú)論從規(guī)模上還是從數(shù)量上都比過(guò)去有了明顯增多，同時(shí)電力用戶的用電設(shè)備數(shù)量也急劇增多，這一方面反映了我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的進(jìn)步，但同時(shí)也給電網(wǎng)造成了一定的污染，影響到了電能質(zhì)量，甚至還可能給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)威脅。以上所說(shuō)的污染主要表現(xiàn)為諧波和無(wú)功電流兩大類，所以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償*顯得尤為重要。下面將從三個(gè)方面對(duì)諧波治理與無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x進(jìn)行探討：（1）當(dāng)前人民對(duì)電能需求不僅僅表現(xiàn)量上，還表現(xiàn)在質(zhì)上，而電網(wǎng)中諧波和無(wú)功電流的存在無(wú)疑是影響電能質(zhì)量提高的一個(gè)主要因素。因此，為了實(shí)現(xiàn)給用戶提供低諧波、低無(wú)功電流的高質(zhì)量電能的目的，*要求必須對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)進(jìn)行諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償。（2）加強(qiáng)諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的研究與應(yīng)用，不僅可以有效降低電力設(shè)備的損耗，同時(shí)還可以有效推動(dòng)相關(guān)電力技術(shù)的發(fā)展，如電力電子技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步*與諧波治理及無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展是相互促進(jìn)的。（3）在當(dāng)前背景下，無(wú)諧波普遍被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)"綠色電網(wǎng)"的重要標(biāo)志之一，因此加強(qiáng)諧波治理可以被認(rèn)為是維持"綠色"環(huán)境的一種重要技術(shù)手段。綜上所述，對(duì)電網(wǎng)諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的研究和應(yīng)用具有深遠(yuǎn)的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義，應(yīng)該引起相關(guān)部門和技術(shù)人員的充分重視。
諧波和無(wú)功電流是造成當(dāng)前電網(wǎng)污染的兩個(gè)主要表現(xiàn)形式，但它們二者之前存在著密切的聯(lián)系，導(dǎo)致諧波治理與無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)間也聯(lián)系緊密，這種密切的關(guān)系可以表現(xiàn)為以下三點(diǎn)：（1）如果電網(wǎng)中含有諧波，則無(wú)功功率的定義和諧波之間有著密切的聯(lián)系，諧波在其本身造成影響的同時(shí)，也會(huì)對(duì)負(fù)載以及電網(wǎng)的無(wú)功功率產(chǎn)生影響；（2）經(jīng)過(guò)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前電網(wǎng)中的各種主要諧波源的功率因數(shù)都較低，它們本身*要消耗大量的無(wú)功功率，諧波的產(chǎn)生與無(wú)功功率的消耗往往是在同一個(gè)設(shè)備上伴隨發(fā)生；（3）因?yàn)橹C波產(chǎn)生和無(wú)功功率消耗之間的密切聯(lián)系，使得很多設(shè)備在抑制諧波的同時(shí)也能起到對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)淖饔?，如無(wú)源濾波器（Passivefilter）、有源電力濾波器（ActivePowerFilter，APF）等等。此外，高功率因數(shù)整流器不僅能抑制諧波，還可以提高功率因數(shù)。
2.電網(wǎng)諧波治理原理
1.基于動(dòng)態(tài)消諧無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的諧波治理
基于動(dòng)態(tài)消諧無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的諧波治理主要通過(guò)采用動(dòng)態(tài)消諧無(wú)功補(bǔ)償器來(lái)實(shí)現(xiàn)，而動(dòng)態(tài)消諧無(wú)功補(bǔ)償器則主要由主控單元、檢測(cè)單元、投切執(zhí)行單元和調(diào)諧電容器組成。其中，檢測(cè)單元主要負(fù)責(zé)對(duì)電力系統(tǒng)中的電壓值和電流值進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)系統(tǒng)所需的諧波成分、無(wú)功功率、電流以及電壓的有效值等控制參量進(jìn)行計(jì)算；主控單元負(fù)責(zé)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷，并根據(jù)判斷結(jié)論向投切執(zhí)行單元發(fā)出相應(yīng)的控制指令；投切執(zhí)行單元?jiǎng)t根據(jù)主控單元發(fā)來(lái)的控制指令來(lái)對(duì)調(diào)諧電容器的投切加以控制；調(diào)諧電容器內(nèi)含電抗器，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償。在動(dòng)態(tài)消諧無(wú)功補(bǔ)償器中，主控單元通過(guò)采用先進(jìn)的零過(guò)度過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)諧電容器的瞬時(shí)投入和切出，整個(gè)投切過(guò)程無(wú)暫態(tài)擾動(dòng)，從而有效地確保了無(wú)功補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)實(shí)時(shí)性。此外，采用動(dòng)態(tài)消諧無(wú)功補(bǔ)償器還可以有效避免涌流沖擊和操作過(guò)電壓的出現(xiàn)，從而有效降低了投切過(guò)程對(duì)晶閘管和電容器的電應(yīng)力沖擊。
2.基于有源濾波器的諧波整治原理
與其他諧波治理裝置相比，APF不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力諧波的動(dòng)態(tài)抑制和對(duì)系統(tǒng)無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，它還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三相不平衡的校正，是一種效果非常顯著的新型電力電子裝置。該裝置主要由諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)、控制系統(tǒng)、主電路以及耦合變壓器等四個(gè)部分構(gòu)成。在該APF進(jìn)行工作時(shí)，首先需要依靠檢測(cè)環(huán)節(jié)對(duì)電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行檢測(cè)，然后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果生成需要補(bǔ)償?shù)闹C波參考值，*后由控制系統(tǒng)根據(jù)生成的參考值產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖，并由控制電路產(chǎn)生補(bǔ)償電流或者電壓跟蹤已生成的參考值實(shí)施補(bǔ)償。
