先來(lái)看諧波污染。諧波是指電壓、電流波形發(fā)生畸變，主要因負(fù)荷的非線性造成。近年來(lái)，工業(yè)和居民用電負(fù)荷加大，以及電力電子裝置廣泛使用，導(dǎo)致電網(wǎng)諧波含量不斷上升。諧波污染會(huì)使得電能質(zhì)量下降，甚至影響電力系統(tǒng)的安全性能。
有源濾波器主要是治理電流諧波，有源濾波器同無(wú)源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時(shí)濾除多次及高次諧波，不會(huì)引起諧振，但是價(jià)位相對(duì)高。如圖所示為有源濾波結(jié)構(gòu)圖。
近年，隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)與信息時(shí)代的到來(lái)，電子計(jì)算機(jī)、精密醫(yī)療儀器、微處理器以及其它數(shù)字化電子設(shè)備應(yīng)用日益普遍；電子計(jì)算機(jī)、微處理器以及其他電子儀器設(shè)備普遍存在對(duì)供電電源的諧波質(zhì)量要求很高的特點(diǎn)，由于高次諧波的存在，使得這些高靈敏的電子系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、時(shí)間錯(cuò)誤、死機(jī)、無(wú)故重新啟動(dòng)甚至造成用電設(shè)備永久性損壞，給人們的工作和日常生活造成了巨大損失。一般設(shè)備在“瞬變”發(fā)生頻次20萬(wàn)次／小時(shí)狀態(tài)下工作，電子設(shè)備壽命會(huì)縮短40%，電機(jī)設(shè)備壽命會(huì)縮短30%，照明設(shè)備壽命會(huì)縮短35%~45%據(jù)統(tǒng)計(jì)，電子設(shè)備的故障有75%是由于瞬變和浪涌造成的。基本上每當(dāng)一個(gè)電感性負(fù)荷被切斷時(shí)，就會(huì)有比正常電壓的峰值高很多倍的用戶側(cè)高次諧波產(chǎn)生。
此外，弧電流的波形還有一定的非對(duì)稱性。正是由于弧電流是非正弦波，造成電弧加熱設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的諧波污染比較大，而且多為18次以下的低次諧波污染。其實(shí)電焊機(jī)在上世紀(jì)四、五十年代已廣泛應(yīng)用。由于當(dāng)時(shí)電弧加熱設(shè)備量少，電焊機(jī)應(yīng)用的同時(shí)率就更小了，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響比較小，但發(fā)現(xiàn)在燒電焊時(shí)，局部低壓電網(wǎng)的電壓和電流變化很大，有較大的諧波影響。
在此背景下，電能質(zhì)量治理已經(jīng)刻不容緩，電能質(zhì)量治理行業(yè)得到前所未有的關(guān)注。
有源濾波器(Active Power Filter，簡(jiǎn)稱APF)是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源(用以補(bǔ)償主電路的諧波)，其應(yīng)用可克服LC無(wú)源濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)(傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功。
(1)SVC可以被看成是一個(gè)動(dòng)態(tài)的無(wú)功源。根據(jù)接入電網(wǎng)的需求，它可以向電網(wǎng)提供容性無(wú)功，也可以吸收電網(wǎng)多余的感性無(wú)功，把電容器組通常是以濾波器組接入電網(wǎng)，就可以向電網(wǎng)提供無(wú)功，當(dāng)電網(wǎng)并不需要太多的無(wú)功時(shí)，這些多余的容性無(wú)功，就由一個(gè)并聯(lián)的電抗器來(lái)吸收。電抗器電流是由一個(gè)可控硅閥組控制，借助于對(duì)可控硅觸發(fā)相角的調(diào)整，就可以改變流過電抗器的電流有效值，從而保證SVC在電網(wǎng)接入點(diǎn)的無(wú)功量正好能將該點(diǎn)電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，起到電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?nbsp;一般情況下，系統(tǒng)背景諧波以5次及5次以上，就需要配備4.5%到7%的電抗；3次及3次以上的諧波，需配備12%到14%的電抗。
此外，弧電流的波形還有一定的非對(duì)稱性。正是由于弧電流是非正弦波，造成電弧加熱設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的諧波污染比較大，而且多為18次以下的低次諧波污染。其實(shí)電焊機(jī)在上世紀(jì)四、五十年代已廣泛應(yīng)用。由于當(dāng)時(shí)電弧加熱設(shè)備量少，電焊機(jī)應(yīng)用的同時(shí)率就更小了，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響比較小，但發(fā)現(xiàn)在燒電焊時(shí)，局部低壓電網(wǎng)的電壓和電流變化很大，有較大的諧波影響。
