電力網の高調波は、主にさまざまな大容量電力変換器やその他の非線形負荷によって生成されます。 主な高調波源は、整流器やAC電圧レギュレータなどのさまざまなパワーエレクトロニクスデバイスです。 その中で、整流装置が大きな割合を占めています。 それらのほとんどすべてが、コンデンサフィルタリングまたはサイリスタ位相制御整流を備えたダイオード非制御整流を使用しています。 それらによって消費される高調波汚染と無効電力はよく知られています。 整流器に加えて、チョッピングとインバーター装置の多くの用途があり、入力DC電源も整流器装置から来るので、高調波の問題も非常に深刻です、特にDC電圧源によって電力を供給されるチョッパーとインバーター装置、そのDC電圧源は主にダイオードです。 制御されていない整流の後、それはコンデンサフィルタリングによって得られ、電力網へのそのようなデバイスの高調波汚染はますます顕著になっています。
電力網の高調波を抑制し、高調波の害を減らすために、科学的および法的管理を強化する一方で、パワーエレクトロニクス機器の高調波含有量を最小限に抑え、効果的なフィルタリングデバイスを設置するための積極的かつ効果的な技術的対策を講じる必要があります。
1.パワーエレクトロニクス機器の高調波成分を低減するための積極的な対策を講じる
高調波成分の低減は、主に、コンバータデバイスの構造設計と、高調波を低減または除去するための補助制御戦略の追加を通じて、コンバータデバイス自体に基づいています。 現在の技術には主に次のものが含まれます。
1）マルチパルスコンバータ技術高出力パワーエレクトロニクスデバイスの場合、元の6パルスコンバータは、AC側の高調波電流含有量を減らすために12パルスまたは24パルスコンバータとして設計されることがよくあります。
2）パルス幅変調技術の基本的な考え方は、PWM出力波形の各スイッチングモーメントを制御して、1/4波形の対称性を確保することです。 指定された高調波を除去し、基本波の振幅を制御するという目的を達成するために、除去される高調波の振幅はゼロであり、基本波の振幅は所定の量である。
3）マルチレベルコンバータ技術は、さまざまなパワーエレクトロニクスコンバータに位相シフト複数の方法、シーケンス制御、非対称制御の複数の方法を採用して、方形波の電流または電圧を重ね合わせ、コンバータがACグリッド側で生成されるようにします。電流または電圧は正弦波に近いステップ波であり、電源電圧と一定の位相関係を維持します。
2.パワーフィルターを取り付けて、フィルタリングのパフォーマンスを向上させます
（1）パッシブパワーフィルター
パッシブパワーフィルタ（PPF）は、コンデンサとリアクトルを使用してLCチューニング回路を形成します。これにより、システム内の高調波に並列の低抵抗パスを提供し、フィルタリングの役割を果たすことができます。 同時に、コンデンサを使用すると、無効電力を補償し、グリッドの力率を改善することもできます。 シンプルな構造、低コスト、低動作損失、低技術要件により、PPFは電力品質を向上させるための一般的な機器になりました。 ただし、構造的および理論的な理由により、高調波の問題を解決するためにパッシブフィルタデバイスを使用すると、特定の分数調波しか除去できない、高調波補償帯域が狭い、過負荷容量など、克服できない欠点もあります。小さいです。 システムのインピーダンスと周波数の変化は、適応性が低く、安定性が低く、体積が大きく、損失が大きいなどです。
（2）有効電力フィルター
電力網の高調波電流を検出し、インバータ回路を制御して対応する補償電流成分を生成し、それを電力網に注入して、高調波を除去する目的を達成します。 APFは、システムとの接続モードに応じて、直列タイプ、並列タイプ、直並列ハイブリッドタイプに分類できます。 パラレルタイプのAPFは、主に誘導電流源負荷の高調波補償に適しています。 直列タイプのAPFは、主に、コンデンサ付きのダイオード整流回路などの電圧タイプの高調波ソース負荷のシステムへの影響を排除するために使用されます。 直並列型APFは直列と並列の両方があります。 APFの機能。
ますます深刻化する高調波汚染は、あらゆる面から大きな注目を集めています。 高調波現象をさらに理解することで、高調波を抑制および除去するためのより効果的な方法が見つかり、より合理的な高調波管理基準を策定するのにも役立ちます。 高調波を抑制する効果をよりよく達成するには、対応する構造のフィルターデバイスを、カスケード接続された高出力APF、DSPベースのインテリジェントAPFなど、さまざまな高調波ソース負荷に使用する必要があります。高周波でインテリジェントなAPFがその開発の方向性です。