无源电力滤波器的补偿与抑制谐波机制及其改进

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：传统的补偿无功和抑制谐波的主要手段是采用无源滤波器，即使用电力电容器、电抗器等无源器件构成LC滤波器，该无源滤波器与需补偿的非线性负载并联运行，在为谐波提供一个低阻通路的同时也为负载提供无功功率。LC参数的漂移将导致滤波特性改变，使滤波性能不稳定。PF可能与系统阻抗发生串联或并联谐振，从而使装置无法运行，该次谐波分量放大，从而降低电网供电质量。

传统的补偿无功和抑制谐波的主要手段是采用无源滤波器，即使用电力电容器、电抗器等无源器件构成LC滤波器，该无源滤波器与需补偿的非线性负载并联运行，在为谐波提供一个低阻通路的同时也为负载提供无功功率。虽然无源滤波器具有成本较低、结构简单、运行可靠、维护方便的优点，但它也存在如下缺点^[19][20]：

1）谐振频率依赖于元件参数，因此只能对主要谐波进行滤波，LC参数的漂移将导致滤波特性改变，使滤波性能不稳定。

2）滤波特性依赖于电网参数，而电网的阻抗和谐波频率随着电力系统的运行工况随时改变，因而LC网络的设计较困难。

3）滤波器参数影响滤波性能。由于调谐偏移和残余电阻的存在，调谐滤波器的阻抗等于零的理想条件是不可能出现的，阻抗的变化大大妨碍了滤波效果。LC参数的漂移将导致滤波特性改变，使滤波性能不稳定。

4）对于谐波次数经常变化的负载滤波效果不好。当滤波器投入运行之后，如果谐波的次数和大小发生了变化，便会影响滤波效果。并且根据谐波次数的多少，需设置多个LC滤波电路。

5）LC可能与系统阻抗发生串并联谐振。PF可能与系统阻抗发生串联或并联谐振，从而使装置无法运行，该次谐波分量放大，从而降低电网供电质量。

6）随着电源侧谐波源的增加，可能会引起滤波器的过载，电网中的某次谐波电压可能在LC网络中产生很大的谐波电流。

7）同一系统内，在装有很多滤波器的情况下，欲取得谐波流入的平衡是很困难的。

8）电容器组无功功率补偿能力与公共连接点电压的平方成正比关系，补偿效果并不理想。

9）消耗大量的有色金属，体积大，占地面积大。