安科瑞 師晴晴

在電工技術工程領域中，將諧波定義為：高于50Hz的電流或電壓成分。一般情況下，電力系統能為其用戶提供恒定工頻(50Hz) 的正弦波電壓，但有時也會出現高于50Hz的電流或電壓成分，即諧波。諧波可分為整數次諧波和分數諧波。

1.概述

有源電力濾波器（Active Power Filter，簡稱APF）是一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償。

有源濾波器之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源（用以補償主電路的諧波），其應用可克服LC濾波器等傳統的諧波抑制和無功補償方法的缺點（傳統的只能固定補償），實現了動態跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功。

2.導致電力諧波出現的因素

電力諧波出現的原因很多，這里主要介紹兩種：

(1) 可控硅整流器、變壓器等非線性電流電壓類器械導致諧波的出現，是形成電力諧波的主要原因，這種負荷主要來自發電機、輸配電系統以及用電設備。(2) 中頓爐、變頻器設備等逆變負荷，這將有可能形成整數次諧波和分數諧波兩種形式的諧波。

發電機是產生諧波的一個來源，因為在發電機設備中的三相勵磁繞組并非是嚴格的對稱，因此磁極磁場也并不會嚴格按照正弦分布，導致出現諧波，想解決由此形成的諧波，就需要使發電機始終保持輸出具有基波頻率的正弦電壓。輸配電系統也是諧波的主要來源之一，因為電力變壓器當中的鐵芯具有非線性特性，再加上在其設計中的問題，使電力變壓器成為輸配電系統中形成諧波的直接主要的設備。在變頻裝置中，會出現兩種形式的諧波，其形成因素的分析是非常復雜的，變頻裝置中設備的功率很大，形成的諧波也會隨著變頻的增加而增多。在現今的供電系統中，一些具有調壓整流裝置的家用電器如洗衣機、電視機、燈具、空調等，在使用過程中會出現偏大的諧波振幅，這些家用電器成為供電系統中諧波產生的重要來源。產生諧波的負荷是諧波產生的直接原因，電網的短路容量、內部組織以及電網中其余來源的負荷是諧波產生的間接原因，但也不可忽視。就目前情況來看，非線性用電設備容量增幅較大，因此，我國電力領域專業人士需要加大對諧波監督和治理工作的研究。

隨著快速、大功率電力電子開關器件的研制成功，基于瞬時無功理論的瞬時空間矢量法的提出，以及微機控制技術和數字信號處理技術的不斷發展，有源電力濾波技術也得到了快速發展。

目前有源電力濾波器在日美工業發達國家已經得到了高度的重視和廣泛的應用，我國還處在研究試用階段，而且成本相對較高。但隨著大功率電力電子技術和控制技術的不斷發展，APF的成本不斷降低，加上其濾波效果良好，在我國必將有廣闊的應用前景。

應用場所

a）商業中心

b）數據中心

c）變頻行業

d）光伏行業

e）港口/油田

f )  化工/冶煉