怎樣制定諧波治理方案

諧波治理是電能質量控制的一項重要內(nèi)容，諧波治理就是減小負載向電網(wǎng)注入的諧波電流。諧波治理主要有三個目的：

1) 預防或解決諧波導致的某些危害，保證系統(tǒng)的正常運行;

2) 要滿足電力公司提出的諧波電流發(fā)射限制要求;

3) 使設備的諧波電流發(fā)射滿足特定標準，例如GB17625的要求。

諧波治理的目的不同，所采取的技術方案也不同。針對一個諧波問題，往往可以提出幾個方案，但是會有一個方案具有最高性價比，也就是既能夠達到預定的目的，又具有最低的成本。

無論諧波治理的最終目的是什么，其本質就是減小負載(可能是一組負載)向電網(wǎng)注入的諧波電流，也就是使電流波形盡量畸變小，如圖1所示，因為諧波電流是諧波問題的根源，雖然在有些場合諧波治理的目標是保證電網(wǎng)的電壓畸變率滿足特定數(shù)值，但是最終仍然落實到諧波電流的控制上。。只不過，針對不同的目的，控制諧波電流的位置不同。下面通過幾個例子說明這層意思。

例一：如果中頻爐工作時，對鄰近的儀表形成干擾，諧波電流的控制點就要選擇在中頻爐的電源入線處，防止中頻爐的諧波電流通過電源線發(fā)射到電網(wǎng)上，對鄰近的設備形成干擾;

例二：電網(wǎng)的負荷大部分是變頻器(非線性負載)，導致保護器誤動作(意外跳閘)，諧波電流的控制點就應該選擇在保護器的下游，而不是保護器的上游;

例三：工廠進行電機節(jié)電改造，安裝了一些變頻器，結果發(fā)現(xiàn)無功補償柜頻繁燒毀，這時需要在無功補償柜的下游進行諧波治理;

例四：中頻爐工作時，電纜發(fā)熱、振動嚴重，這時與例一的情況相同，在中頻爐的電源入口處進行治理。

電網(wǎng)的諧波限制標準GB14549標準
　　
這是針對電網(wǎng)提出的諧波限制標準。主要是電力公司使用這個標準。這個標準對企業(yè)接入電網(wǎng)的位置的諧波電流和諧波電壓進行了限制，諧波電流的限制值如圖1所示。

圖1 諧波治理的本質減小電流的畸變率

無論什么情況，諧波治理的最佳位置是在非線性負載的電源入口，這樣相當于將非線性負載轉變成了線性負載，諧波導致的一切問題都迎刃而解。由于消除了諧波源，原來的配電系統(tǒng)就像工作在傳統(tǒng)的線性負載條件下，沒有任何隱患。作為設計人員，無論進行配電系統(tǒng)的設計，還是進行制造系統(tǒng)的設計，都可以按照傳統(tǒng)的規(guī)范進行設計，而不用考慮諧波帶來的種種風險。大部分發(fā)達國家按照這個策略開展諧波治理。達到這個目的的管理措施就是，在采購設備時，提出滿足GB17625標準，或者THID8%，的要求。

雖然在非線性負載的電源入線端治理諧波是最好的方案，但是這種方案可能成本較高，根據(jù)實際系統(tǒng)情況，可以采用靈活的方案。

通常，可以將就地諧波治理與集中諧波治理結合起來，構成一個性價比高的方案，如圖2所示。圖2中，對于功率較大的諧波源負載(例如中頻爐、變頻器等)，采用了HTHF諧波濾波器進行就地諧波治理，減小向電網(wǎng)注入的諧波電流。對于功率較小，比較分散的非線性負載，在母線上統(tǒng)一治理。可以采用PSW有源濾波器，也可以采用無源濾波器。

圖2 設備級諧波濾波器和母線級諧波濾波器

根據(jù)不同的治理目標，可以采取不同方案，做一總結如表1所示：

表1：諧波治理方案的選擇

要獲得一個最高性價比的方案，需要經(jīng)驗豐富的諧波治理專家進行進行精心的設計，并且有適宜的產(chǎn)品做為保障，典型的做法是對于大功率的諧波源，在諧波源處治理，對于小功率的負載，可以在母線上統(tǒng)一治理。航天科工集團706所在電磁干擾控制和電能質量控制方面有20余年的經(jīng)驗，并有HTHF諧波濾波器為代表的系列產(chǎn)品，能夠提供最高性價比的解決方案。