諧波治理的目的包括：

1. 滿足電力公司對(duì)諧波電流發(fā)射的限制要求

2. 釋放變壓器的有效容量，提高變壓器的效率

3. 提高配電系統(tǒng)(包括無(wú)功補(bǔ)償裝置、繼電保護(hù)器、電纜等)的可靠性

4. 為企業(yè)內(nèi)的各類設(shè)備提供質(zhì)量?jī)?yōu)良的電能，保證制造系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行

人們對(duì)諧波的危害已經(jīng)十分熟悉，很多企業(yè)也開(kāi)始重視諧波的治理。諧波治理的目的不同，所采取的方案也是不同的。因此，在確定諧波治理的方案之前，要明確諧波治理的目的。

企業(yè)在諧波治理方面投資，要達(dá)到的目的如圖所示。

滿足電力公司的要求是企業(yè)進(jìn)行諧波治理的首要?jiǎng)訖C(jī)。為電力用戶提供合格的電能，是電力公司的責(zé)任。因此，電力公司要對(duì)那些可能污染電網(wǎng)的用戶的提出諧波治理的要求。隨著越來(lái)越多的企業(yè)對(duì)電能質(zhì)量的要求提高，電力公司將對(duì)電力用戶進(jìn)行更嚴(yán)格的要求。

在目前階段，出于后面幾個(gè)目的而進(jìn)行諧波治理的企業(yè)較少。企業(yè)僅在出現(xiàn)了故障現(xiàn)象后，才開(kāi)始考慮諧波治理的問(wèn)題。其中，諧波導(dǎo)致無(wú)功補(bǔ)償裝置燒毀的情況最為常見(jiàn)。

無(wú)論諧波治理的最終目的是什么，其本質(zhì)就是減小負(fù)載(可能是一組負(fù)載)向電網(wǎng)注入的諧波電流，因?yàn)橹C波電流是諧波問(wèn)題的根源。只不過(guò)，針對(duì)不同的目的，控制諧波電流的位置不同，也就是采用的諧波治理方案不同。

諧波治理的策略

按照諧波治理的位置，可以有三個(gè)策略。

第一：在高壓母線上治理，采用的設(shè)備是SVC、SVG等。

第二：在變壓器的下端，低壓母線上治理諧波。采用無(wú)援濾波器、有源濾波器等。無(wú)源濾波器往往會(huì)發(fā)出額外的容性無(wú)功，這在有些場(chǎng)合是不允許的。

第三：在設(shè)備的電源入口處治理諧波。這稱為就地治理。就地治理是最理想的諧波治理策略。因?yàn)椋@樣相當(dāng)于將非線性負(fù)載轉(zhuǎn)變成了線性負(fù)載，諧波導(dǎo)致的一切問(wèn)題都迎刃而解。

大部分發(fā)達(dá)國(guó)家按照這個(gè)策略開(kāi)展諧波治理。達(dá)到這個(gè)目的的管理措施就是，要求電氣電子設(shè)備滿足相應(yīng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)(例如，GB17625)要求，電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波電流發(fā)射進(jìn)行了明確的規(guī)定。

傳統(tǒng)的諧波治理策略

傳統(tǒng)的諧波治理項(xiàng)目大多采用策略1和策略2。

這是因?yàn)?，企業(yè)進(jìn)行諧波治理的初衷僅是滿足電力公司的要求，因此，在用策略1和策略2已經(jīng)足夠了。隨著企業(yè)內(nèi)部的自動(dòng)控制設(shè)備增加，對(duì)電能質(zhì)量的要求提高，僅采用策略1和策略2就不能滿足要求了。

企業(yè)要理解諧波治理的深層意義。如果理解了諧波治理是為了獲得良好的電能質(zhì)量，而良好的電能質(zhì)量正是企業(yè)所需要的，就會(huì)改變傳統(tǒng)的做法。

治理諧波最理想的位置是在諧波源處。也就是將諧波電流封殺在起源處，根本不允許流入電網(wǎng)。這相當(dāng)于將非線性負(fù)載變成了線性負(fù)載。設(shè)想，如果電網(wǎng)上的負(fù)荷全部是線性負(fù)荷，那里還有諧波問(wèn)題。保持內(nèi)部電網(wǎng)質(zhì)量的最有效方法就是在諧波源負(fù)載的電源入線處安裝諧波濾波器。

在諧波源處進(jìn)行諧波治理，就能夠消除諧波帶來(lái)的各種隱患。因此，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量考慮就地諧波治理的方法。

順便提一下。對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償，也是主張盡量在負(fù)載處進(jìn)行補(bǔ)償，以獲得最大的節(jié)能效益。

不同策略的比較

不同的諧波治理策略獲得的好處是不同的。

由于一般的諧波治理方法僅能夠保證治理點(diǎn)的上游具有良好的電能質(zhì)量，因此，治理諧波的位置越靠近下游，通過(guò)諧波治理獲得好處越多。這一點(diǎn)是我們需要明確的。

傳統(tǒng)上，企業(yè)僅在變壓器的入口處進(jìn)行諧波治理。這時(shí)，從諧波治理中獲得利益的是電網(wǎng)公司和電網(wǎng)上的其他電力用戶。因?yàn)?，電力公司的?zé)任就是為電力用戶提供合格的電能。通過(guò)電力公司的努力，電網(wǎng)上的所有用電戶能夠獲得合格的電能。

顯然，這種做法不符合人們的正常思維。企業(yè)投資改善電能質(zhì)量，僅僅是為了其他企業(yè)的利益嗎?難道投資進(jìn)行諧波治理的企業(yè)自身就不需要合格的電能嗎?

人們犯這個(gè)錯(cuò)誤，是因?yàn)槿鄙儆嘘P(guān)諧波的知識(shí)。本文的目的就是幫助讀者認(rèn)識(shí)諧波治理的內(nèi)涵，通過(guò)諧波治理，不僅滿足電力公司的要求，同時(shí)企業(yè)自身的利益也有所體現(xiàn)。

不同策略的好處

從上圖，三種諧波治理策略的優(yōu)劣一目了然。通過(guò)策略3，可以獲得最大的好處。不僅企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)的質(zhì)量得到保證，而且能夠滿足電力公司的要求。

策略3的本質(zhì)就是對(duì)諧波源要就近治理，不讓諧波電流流入內(nèi)部電網(wǎng)。因此，通過(guò)實(shí)施這種諧波策略，企業(yè)能夠獲得最大利益。

圖示的最后一行中所列出的要求也是企業(yè)不能忽視的。企業(yè)內(nèi)部的設(shè)備需要持續(xù)更新、增加，如果一次性在母線上安裝了固定的諧波治理設(shè)備，當(dāng)負(fù)載的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，需要重新設(shè)計(jì)安裝諧波治理設(shè)備，這對(duì)于企業(yè)來(lái)講，是不經(jīng)濟(jì)的。

因此，企業(yè)在制定諧波治理方案時(shí)，要著重考慮諧波源的就地治理。

航天科工集團(tuán)706所正是基于這樣一種觀念，開(kāi)發(fā)了各種適合于在諧波源治理諧波的設(shè)備。為企業(yè)下一步積極的開(kāi)展內(nèi)部諧波治理提供了技術(shù)保障。

諧波治理綜合方案

雖然，策略3為我們提供了一個(gè)最有效的諧波治理方案，但是這個(gè)方案并不是最優(yōu)的。所謂最優(yōu)的方案，要求達(dá)到最高的性價(jià)比，也就是：“以最低的諧波治理成本，獲得最大的節(jié)能效益和電磁兼容效益”。

基于這個(gè)理念，我們推薦一個(gè)先進(jìn)的諧波治理解決方案。這個(gè)方案并沒(méi)有機(jī)械地采取那個(gè)諧波治理策略，而是本著方案最優(yōu)的原則進(jìn)行綜合治理。這個(gè)方案的主要內(nèi)容是：

1. 在較大功率(例如50kW以上)的諧波源負(fù)載處，安裝設(shè)備級(jí)的諧波濾波器，消除諧波電流在內(nèi)部電網(wǎng)上造成的風(fēng)險(xiǎn);

2. 較小功率的諧波源負(fù)載，暫且不進(jìn)行治理，節(jié)省成本;

3. 處理完諧波源負(fù)載的問(wèn)題后，根據(jù)需要，決定是否需要在低壓母線上進(jìn)行諧波治理;

4. 最后考慮，是否需要在高壓母線上進(jìn)行治理。

諧波治理設(shè)備

讀者通過(guò)前面的討論，應(yīng)該努力實(shí)現(xiàn)一個(gè)最優(yōu)的諧波治理方案，使企業(yè)從諧波治理的投資中獲得最大的效益。

圖中所示的四種諧波治理產(chǎn)品就是為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)諧波治理方案而開(kāi)發(fā)的。這四種產(chǎn)品的主要功能如下：

1. HTHF設(shè)備級(jí)諧波濾波器：這是一種無(wú)源濾波器，特別適合于安裝在諧波源設(shè)備的電源入口處，抑制設(shè)備發(fā)射的諧波電流。3相諧波源設(shè)備安裝HTHF后，可以使總諧波電流畸變率THID<8%。

2. PSW有源濾波器：有源濾波器既可以安裝在諧波源設(shè)備的電源入口處，也可以安裝在低壓母線上，但是安裝在諧波源負(fù)載的電源入口處往往性價(jià)比較低。有源濾波器能夠保證諧波電流畸變率小于5%。

3. MSVC高壓諧波濾波器：采用磁控電抗器(MCR)技術(shù)，與TCR技術(shù)相比，具有可靠性高、價(jià)格低、維護(hù)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。不僅濾除高壓母線上的諧波電流，而且動(dòng)態(tài)調(diào)整無(wú)功功率，使功率因數(shù)達(dá)到0.95以上。

4. NBF零線諧波電流阻斷器：串聯(lián)安裝在零線上，對(duì)線路中的三次諧波產(chǎn)生很高的阻抗，減小三次諧波電流。