諧波治理各方案比較分析

諧波治理各方案比較分析

諧波治理的目的包括：

1. 滿足電力公司對諧波電流發射的限制要求

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(包括無功補償裝置、繼電保護器、電纜等)的可靠性

4. 為企業內的各類設備提供質量優良的電能，保證製造系統的穩定運行

人們對諧波的危害已經十分熟悉，很多企業也開始重視諧波的治理。諧波治理的目的不同，所採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。

企業在諧波治理方面投資，要達到的目的如圖所示。

滿足電力公司的要求是企業進行諧波治理的首要動機。為電力用戶提供合格的電能，是電力公司的責任。因此，電力公司要對那些可能污染電網的用戶的提出諧波治理的要求。隨著越來越多的企業對電能質量的要求提高，電力公司將對電力用戶進行更嚴格的要求。

在目前階段，出於後面幾個目的而進行諧波治理的企業較少。企業僅在出現了故障現象後，才開始考慮諧波治理的問題。其中，諧波導致無功補償裝置燒毀的情況最為常見。

無論諧波治理的最終目的是什麼，其本質就是減小負載(可能是一組負載)向電網注入的諧波電流，因為諧波電流是諧波問題的根源。只不過，針對不同的目的，控制諧波電流的位置不同，也就是採用的諧波治理方案不同。

按照諧波治理的位置，可以有三個策略。

第一：在高壓母線上治理，採用的設備是SVC、SVG等。

第二：在變壓器的下端，低壓母線上治理諧波。採用無援濾波器、有源濾波器等。無源濾波器往往會發出額外的容性無功，這在有些場合是不允許的。

第三：在設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。因為，這樣相當於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。

大部分發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，要求電氣電子設備滿足相應的電磁兼容標準(例如，GB17625)要求，電磁兼容標準對諧波電流發射進行了明確的規定。

傳統的諧波治理項目大多採用策略1和策略2。

這是因為，企業進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已經足夠了。隨著企業內部的自動控制設備增加，對電能質量的要求提高，僅採用策略1和策略2就不能滿足要求了。

企業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量，而良好的電能質量正是企業所需要的，就會改變傳統的做法。

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。這相當於將非線性負載變成了線性負載。設想，如果電網上的負荷全部是線性負荷，那裡還有諧波問題。保持內部電網質量的最有效方法就是在諧波源負載的電源入線處安裝諧波濾波器。

在諧波源處進行諧波治理，就能夠消除諧波帶來的各種隱患。因此，在進行系統設計時，要盡量考慮就地諧波治理的方法。

順便提一下。對於無功補償，也是主張盡量在負載處進行補償，以獲得最大的節能效益。

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。

由於一般的諧波治理方法僅能夠保證治理點的上游具有良好的電能質量，因此，治理諧波的位置越靠近下游，通過諧波治理獲得好處越多。這一點是我們需要明確的。

傳統上，企業僅在變壓器的入口處進行諧波治理。這時，從諧波治理中獲得利益的是電網公司和電網上的其他電力用戶。因為，電力公司的責任就是為電力用戶提供合格的電能。通過電力公司的努力，電網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。企業投資改善電能質量，僅僅是為了其他企業的利益嗎?難道投資進行諧波治理的企業自身就不需要合格的電能嗎?

人們犯這個錯誤，是因為缺少有關諧波的知識。本文的目的就是幫助讀者認識諧波治理的內涵，通過諧波治理，不僅滿足電力公司的要求，同時企業自身的利益也有所體現。

不同策略的好處

三種諧波治理策略的優劣一目了然。通過策略3，可以獲得最大的好處。不僅企業內部電網的質量得到保證，而且能夠滿足電力公司的要求。

策略3的本質就是對諧波源要就近治理，不讓諧波電流流入內部電網。因此，通過實施這種諧波策略，企業能夠獲得最大利益。

最後一行中所列出的要求也是企業不能忽視的。企業內部的設備需要持續更新、增加，如果一次性在母線上安裝了固定的諧波治理設備，當負載的狀態發生變化時，需要重新設計安裝諧波治理設備，這對於企業來講，是不經濟的。因此，企業在制定諧波治理方案時，要著重考慮諧波源的就地治理。

航天科工集團706所正是基於這樣一種觀念，開發了各種適合於在諧波源治理諧波的設備。為企業下一步積極的開展內部諧波治理提供了技術保障。

雖然，策略3為我們提供了一個最有效的諧波治理方案，但是這個方案並不是最優的。所謂最優的方案，要求達到最高的性價比，也就是：「以最低的諧波治理成本，獲得最大的節能效益和電磁兼容效益」。

基於這個理念，我們推薦一個先進的諧波治理解決方案。這個方案並沒有機械地採取那個諧波治理策略，而是本著方案最優的原則進行綜合治理。這個方案的主要內容是：

1. 在較大功率(例如50kW以上)的諧波源負載處，安裝設備級的諧波濾波器，消除諧波電流在內部電網上造成的風險;

2. 較小功率的諧波源負載，暫且不進行治理，節省成本;

3. 處理完諧波源負載的問題後，根據需要，決定是否需要在低壓母線上進行諧波治理;

4. 最後考慮，是否需要在高壓母線上進行治理。

讀者通過前面的討論，應該努力實現一個最優的諧波治理方案，使企業從諧波治理的投資中獲得最大的效益。