هارمونیک در شبکه برق عمدتا از مبدل توان با ظرفیت زیاد و بارهای غیر خطی دیگر تشکیل شده است، منابع اصلی هارمونیک انواع دستگاه های الکترونیکی قدرت مانند دستگاه یکسو کننده، دستگاه تنظیم ولتاژ ac، از جمله نسبت دستگاه یکسو کننده بزرگ است. تقریباً همیشه با کنترل یکسو کننده دیود فیلتر خازن و نه یکسو کننده فازی تریستوری استفاده می شود، آلودگی هارمونیک و مصرف توان راکتیو آنها به خوبی شناخته شده است. علاوه بر دستگاه یکسو کننده، خرد کردن و استفاده از دستگاه اینورتر نیز بسیار زیاد است و برق dc ورودی نیز از دستگاه یکسو کننده می آید، بنابراین مشکل هارمونیک به ویژه توسط چاپر برق منبع ولتاژ dc و دستگاه اینورتر بسیار جدی است. منبع ولتاژ dc عمدتا توسط دیود یکسو کننده و فیلتر خازن کنترل نمی شود، این نوع دستگاه برای آلودگی هارمونیک شبکه بیشتر و برجسته تر می شود.
به منظور سرکوب هارمونیک ها در شبکه برق و کاهش آسیب هارمونیک ها، ضمن تقویت مدیریت علمی و قانونی، اقدامات فنی فعال و موثر در جهت کاهش هر چه بیشتر محتوای هارمونیک تجهیزات الکترونیکی قدرت انجام شود و دستگاه های فیلتر موثر نصب شود. .
1. اقدامات فعال برای کاهش محتوای هارمونیک تجهیزات الکترونیکی قدرت انجام شود
کاهش محتوای هارمونیک عمدتاً از خود مبدل، از طریق طراحی ساختاری مبدل و افزودن استراتژی کنترل کمکی برای کاهش یا حذف هارمونیک است. فناوری های اصلی مورد استفاده در حال حاضر عبارتند از:
1) فناوری مبدل چند پالس برای دستگاه های الکترونیکی با قدرت بالا، مبدل اصلی 6 پالس اغلب به عنوان مبدل 12 پالس یا مبدل 24 پالس برای کاهش محتوای جریان هارمونیک در سمت AC طراحی می شود.
2) ایده اصلی فناوری مدولاسیون عرض پالس، کنترل هر لحظه تبدیل شکل موج خروجی PWM برای اطمینان از تقارن یک چهارم شکل موج است. دامنه هارمونیک که باید حذف شود صفر است و دامنه بنیادی کمیت داده شده است تا هارمونیک تعیین شده حذف شود و دامنه اصلی کنترل شود.
3) فناوری مبدل چند سطحی برای مبدل های مختلف الکترونیکی قدرت از روش های چندگانه تغییر فاز، کنترل متوالی و روش های کنترل نامتقارن برای ضرب جریان یا ولتاژ موج مربعی استفاده می کند، به طوری که جریان یا ولتاژ تولید شده توسط مبدل در سمت شبکه برق AC است. موج گام تقریباً سینوسی، و رابطه فاز خاصی را با ولتاژ منبع تغذیه حفظ می کند.
2. فیلترهای قدرت را برای بهبود عملکرد فیلتر نصب کنید
(1) فیلتر قدرت غیرفعال
فیلتر توان غیرفعال (PPF) از مدار تنظیم LC توسط خازن و راکتور تشکیل شده است که می تواند مسیر موازی مقاومت کم را برای هارمونیک ها در سیستم فراهم کند و نقش فیلتر را ایفا کند. در عین حال می توان توان راکتیو را جبران کرد و ضریب توان را بهبود بخشید. به دلیل ساختار ساده، هزینه کم، تلفات عملیاتی کم و الزامات فنی کم، PPF به یک دستگاه رایج برای بهبود کیفیت برق تبدیل شده است. با این حال، به دلیل ساختار و اصل، دستگاه فیلتر غیرفعال برای حل مشکل هارمونیک نیز برای غلبه بر کاستی ها مشکل دارد، مانند: فقط می تواند هارمونیک خاص را فیلتر کند، باند جبران هارمونیک باریک است، ظرفیت اضافه بار کوچک است، سیستم تغییرات امپدانس و فرکانس سازگاری ضعیف، پایداری ضعیف، حجم زیاد، تلفات زیاد و غیره.
(2) فیلتر قدرت فعال
می تواند با تشخیص جریان هارمونیک در شبکه برق، و سپس کنترل مدار اینورتر برای تولید جزء جریان جبران کننده مربوطه و تزریق آن به شبکه برق، هارمونیک ها را حذف کند. APF را می توان با توجه به حالت های مختلف اتصال با سیستم به نوع سری، نوع موازی و نوع هیبریدی سری-موازی تقسیم کرد. APF موازی عمدتاً برای جبران هارمونیک بار منبع جریان القایی مناسب است، سری APF عمدتاً برای از بین بردن تأثیر بار منبع هارمونیک نوع ولتاژ مانند مدار یکسو کننده دیود با خازن بر روی سیستم استفاده می شود، APF سری موازی دارای توابع سری و APF موازی
آلودگی هارمونیک جدی و فزاینده توجه زیادی را از همه طرف برانگیخته است. با درک بیشتر هارمونیک ها روش های موثرتری برای سرکوب و حذف هارمونیک ها پیدا می شود و استانداردهای مدیریت هارمونیک معقول تری ایجاد می شود. برای دستیابی به اثر سرکوب هارمونیک بهتر، بار منبع هارمونیک مختلف باید ساختار مربوط به دستگاه فیلتر را اتخاذ کند، مانند آبشار APF با توان بالا، APF هوشمند بر اساس DSP و سایر علائم تحقیقاتی که تلفات کم، توان بالا، فرکانس بالا، هوشمند است. APF جهت توسعه آن است.