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电力有源滤波及无功补偿装置的研究

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摘要：近些年来，伴随着我国科学技术水平的高速提升，各类的电力装置在人们的生活中得到了十分广泛的应用，这也在一定程度上加剧了环境的谐波污染程度。同时，因为大部分电子装置的功率因素都相对较小，这使得电网的供电效率大幅度降低。因此，这要求相关的政府部门应该加强对谐波污染的智力，最大程度提升电力工程的运行效率，为社会的稳定发展提供可靠的动力。目前，该方面的内容已经引起了社会各界的高度重视，大量的技术人员开始投身到相关课题项目的研究工作中，因此，本文也主要针对谐波与无功的危害以及有源滤波与无功补偿装置的改进策略两大方面的内容进行简单分析，希望能为我国电网的发展提供一定的帮助。

关键词：电力；有源滤波；无功补偿装置

由于电力的高压传输能够在很大程度上减小损耗，因此，目前我国的电力系统普遍使用大于10V的高压电，这在一定程度上推动了社会生产力的进步。然而谐波与无功现象的存在却在很大程度上造成了电力的损耗，甚至还会影响社会的稳定运行，使得机械设备的使用寿命大大降低，因此，这要求相关的工作人员需要积极采取必要的措施加强对有源滤波的处理，并且加强对无功的补偿，最大程度提升电力资源的使用效率，有效避免能源的浪费。

一、谐波与无功的危害

1.1.缩短设备的使用寿命

谐波的存在会使得电流产生一定的热能，并且谐波会因为集肤效应与附近交流电的影响，使得线路的电阻大大提升，导致设备的线路老化速度大幅度加快，从而使得设备的使用寿命大大缩短。另外，谐波的存在还会大大提升介质应力，导致设备的绝缘与老化速度大大提升，大大降低了设备的实用性。除此之外，谐波还会对设备电缆造成巨大的负面影响，同时电缆中的电容还会进一步促进谐波的放大，使得设备的使用寿命大大降低。

1.2.无功的破坏

无功的存在会对电力系统造成很大的损坏，首先，其会使得设备受到系统电压的影响，导致供电质量大幅度降低；其次，由于在高压电力系统中，为了确保无功功率的平衡，当系统中的其他无功电源关闭时，其往往需要通过发电机来补充无功电源产生的消耗，从而使得电源消耗大大增加；最后，无功的存在会使得电路系统的工作效率达到极限，从而使得系统的稳定性大大降低，甚至会造成系统的整体崩溃，然而若不能够对电力系统进行必要的补偿，系统就会受到严重的损坏。

1.3.损坏换流设备

交流电力系统电压的不稳定变化会使得触发脉冲间隔的不均衡，并在正反馈的作用下使得谐波的电压大幅度增加，从而导致高压电力设备无法处于稳定的作业环境下，甚至使得逆变器无法进行顺利变相，这会对设备造成严重的损坏。另外，换相槽的电压频率相对较高，而高压频率的振荡衰减会产生电压尖刺，这会对换流设备的元件造成一定的损坏。除此之外，谐波产生的干扰信号还会严重影响设备工作的处理，从而对设备的稳定运行造成严重的负面影响，甚至还会使得断路器、继电保护设备无法正常发作用。与此同时，谐波还会对通信信号的良好传递造成影响，产生噪声，使得信号无法有效、高质量地传递，甚至导致信息的丢失。

二、电力有源滤波及无功补偿装置的改进策略

2.1.改进原理

谐波主要是指一种非线性的荷载，其会对电力系统造成巨大的无功损耗，因此，在电力系统的设计过程中，相关的工作人员应该加强对有源滤波与无功补偿装置的设计，其主要考虑两大方面的内容，第一是对高压指令电流电路的运算，第二则是对补偿电流产生电路的分析。根据大量的装置分析，其改进原理主要是通过检测控制对象从而计算出电力系统的电压与电流，进一步根据电流电路的分析得到补偿电路的指令与信号，从而根据实际情况产生合适的补偿电流，并使得补偿电流与负载电路中的谐波相互抵消，从而得到理想的电流数值，最大程度提升电力资源的使用效率。

2.2.装置硬件

在一般情况下，有源滤波及无功补偿装置主要由两大内容构成，第一是电流运算电路，其主要通过DSP实现对算法的拓展与计算，从而得到电力系统中的主要数值，其中包括谐波与无功分量等；第二则是补偿电流电路，其主要是根据以上得到的无功分量进行对应的补偿，从而得到所需要的指令信息，并对电力系统进行补偿，最大程度降低电力损耗。除此之外，有源滤波及无功补偿装置需要的硬件设备还包括DSP运算控制芯片、A/D电路以及信号发生器等，利用以上硬件设备，能够组合一个有效、可靠的有源滤波及无功补偿装置，从而大大提升电力资源的使用效率。

2.3.装置软件

有源滤波及无功补偿装置中的重要软件主要为DSP主程序，其能够对谐波与无功补偿电流进行一定的计算，从而实现对电压、电容的合理控制，确保系统能够良好地接收外部的启动信息从而顺利进行软启动，还可以有效避免外部信号对内部指令的干扰，避免外部信号的中断使得内部信号归零等。除此之外，软件的改进还能够实现对时间的合理安排，最大程度降低装置指令之间的延长，并通过科学的