电力电子装置的谐波危害及抑制
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而，谐波问题却成为了影响电力系统质量的一个不容忽视的因素。
谐波不仅会导致电力设备的损坏，还会增加电能损耗，降低电力系统的可靠性。
因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理措施，具有十分重要的意义。
一、谐波的产生要理解谐波，首先需要了解它的产生原因。
谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。
常见的非线性负载包括各种电力电子设备，如变频器、整流器、逆变器等，以及电弧炉、荧光灯等。
以变频器为例，它通过对电源进行快速的通断控制来实现对电机转速的调节。
在这个过程中，电流和电压的波形不再是标准的正弦波，而是包含了各种频率的谐波成分。
整流器在将交流电转换为直流电的过程中，由于其工作特性，也会产生谐波。
同样，电弧炉在工作时，电弧的不稳定燃烧会导致电流的剧烈变化，从而产生谐波。
二、谐波的危害谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。
对电力设备而言，谐波会使变压器、电动机等设备产生额外的损耗，导致设备发热增加，缩短使用寿命。
对于电容器来说，谐波电流可能会使其过载甚至损坏。
在电能质量方面，谐波会导致电压和电流波形的畸变，使电能质量下降，影响用电设备的正常运行。
例如，对于计算机等精密电子设备，谐波可能会引起数据丢失、误操作等问题。
此外，谐波还会增加电力系统的无功功率，降低功率因数，从而增加线路损耗和电能浪费。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，首先需要对其进行准确的分析。
目前，常用的谐波分析方法主要有傅里叶变换、小波变换和瞬时无功功率理论等。
傅里叶变换是谐波分析中最常用的方法之一。
它可以将一个复杂的周期性信号分解为不同频率的正弦波分量，从而得到各次谐波的幅值和相位信息。
然而，傅里叶变换在处理非平稳信号时存在一定的局限性。
小波变换则能够很好地处理非平稳信号，它通过对信号进行多尺度分析，可以更准确地捕捉到信号在不同时间和频率上的特征。
谐波电流及抑制
一.谐波电流一般来说, 理想的交流电源应是纯正弦波形, 但因现实世界中的输出阻抗及非线性负载的原因, 导致电源波形失真。
近年来整流性负载的大量使用, 造成大量的谐波电流, 也间接污染了市电, 产生电压的谐波成份. 另外一些市售的发电机或UPS本身输出电压就非纯正弦波, 甚至有方波的情形, 失真情形更严重, 所含谐波成份占了很大的比。
1.谐波的危害谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。
谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。
谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。
对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。
2.谐波是怎么产生的一是发电源质量不高产生谐波：发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。
二是输配电系统产生谐波：输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。
它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。
铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流%。
三是用电设备产生的谐波：晶闸管整流设备。
由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。
我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。
如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。
谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法
谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。
1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
2.谐波可以通过电网传导到其他的电器，影响了许多电气设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。
4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。
5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。
2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施，从源头上最大限度地避免谐波的产生。
这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时，要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响，采取切实可行的治理措施。
用电业务管理部门要严格把关，对于没有采取治理措施的谐波源用户，要禁止其入网运行。
(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法，也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。
其主要方法有以下几种：1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由L、C、R元件构成谐振回路，当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入电网。
这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点，是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。
3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。
电力电子变换器中的谐波扰动分析与抑制方法
电力电子变换器中的谐波扰动分析与抑制方法电力电子变换器是现代电力系统中的重要设备，其功能是将电能转换为特定形式的电能输出。
然而，电力电子变换器在工作过程中会产生谐波扰动，影响系统的稳定性和电能质量。
因此，对谐波扰动进行分析与抑制是电力电子变换器研究领域的重要课题。
首先，我们需要了解电力电子变换器中的谐波扰动来源。
谐波扰动主要来自于电力电子器件的非线性特性以及负载的非线性特性。
电力电子器件在开关过程中具有非线性特性，会产生高频谐波信号。
负载的非线性特性会导致电流形状畸变，进而产生低频谐波信号。
为了准确分析电力电子变换器中的谐波扰动，我们可以采取以下方法。
1. 测量与监测：通过使用谐波分析仪等专业设备对电力电子变换器进行测量与监测，可以获取变换器输出端的谐波水平。
通过分析谐波频谱，我们可以确定谐波的频率和幅度，进而确定谐波来源和抑制方法。
2. 模拟仿真：利用电力电子变换器的数学模型进行仿真，可以方便地分析谐波扰动的波形和谐波分布。
通过调整变换器的工作参数，比如拓扑结构、开关频率等，可以探索谐波扰动的变化规律，并优化系统设计。
分析了电力电子变换器中谐波扰动的来源后，下面我们来探讨如何抑制谐波扰动。
1. 滤波器设计：在电力电子变换器的输出端添加谐波滤波器是一种常见的抑制谐波扰动的方法。
谐波滤波器通过选择合适的滤波器频率，将谐波信号滤除，保证输出电能的质量。
常见的谐波滤波器包括被动滤波器和有源滤波器，根据实际情况选择适合的滤波器类型。
2. 控制策略优化：电力电子变换器的控制策略对谐波扰动的抑制有重要影响。
我们可以通过优化开关拓扑和调整控制参数来改善系统的谐波性能。
例如，采用多电平逆变器、多电平调制技术和谐波抑制PWM技术等，可以有效地减小谐波幅值。
3. 使用异步串联电源：将一个电力电子变换器与一个异步串联电源连接起来，可以使变换器的输出与电源之间达成电力共享，减小谐波扰动。
异步串联电源通过控制电流的相位和幅值，将其与变换器的输出相互补偿，从而实现谐波抑制。
电网谐波的危害及抑制技术
电网谐波的危害及抑制技术随着工业、农业和人民生活水平的不断提高，除了需要电能成倍增长，对供电质量及供电可靠性的要求也越来越多，电力质量（ＰｏｗｅｒＱｕａｌｉｔｙ）受到人们的日益重视。
例如，工业生产中的大型生产线、飞机场、大型金融商厦、大型医院等重要场合的计算机系统一旦失电，或因受电力网上瞬态电磁干扰影响，致使计算机系统无法正常运行，将会带来巨大的经济损失。
电梯、空调等变频设备、电视机、计算机、复印机、电子式镇流器荧光灯等已成为人民日常生活的一部分，如果这些装置不能正常运行，必定扰乱人们的正常生活。
但是，电视机、计算机、复印机、电子式照明设备、变频调速装置、开关电源、电弧炉等用电负载大都是非线性负载，都是谐波源，如将这些谐波电流注入公用电网，必然污染公用电网，使公用电网电源的波形畸变，增加谐波成份。
近几年，传感技术、光纤、微电子技术、计算机技术及信息技术日臻成熟。
集成度愈来愈高的微电子技术使计算器的功能更加完美，体积愈来愈小，从而促使各种电器设备的控制向智能型控制器方向发展。
随着微电子技术集成度的提高，微电子器件工作电压变得更低，耐压水平也相对更低，更易受外界电磁场干扰而导致控制单元损坏或失灵。
例如，２０世纪７０年代计算机迅速普遍推广，电磁干扰及抑制问题更是十分突出，一些功能正常的计算机常出现误动作，而无法找出原因。
１９６６年日本三基电子工业公司率先开发了“模拟脉冲的高频噪音模拟器”，将它产生的脉冲注入被试计算机的电源部分，结果发现计算机在注入１００～２００Ｖ脉冲时就误动作，难怪计算机在现场无法正常工作，其原因之一是计算机的电源受到了污染。
因此，受谐波电流污染的公用电源，轻者干扰设备正常运行，影响人们的正常生活，重者致使工业上的大型生产线、系统运行瘫痪，会造成严重经济损失。
国际电工委员会（ＩＥＣ）已于１９８８年开始对谐波限定提出了明确的要求。
美国“ＩＥＥＥ电子电气工程师协会”于１９９２年制定了谐波限定标准ＩＥＥＥ—１０００。
浅谈电力电子装置的谐波和电磁干扰的危害及抑制
第２ ３期
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ Ｌ ＧＹＩＦ Ｒ Ｔ Ｏ Ｎ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ
０机械 与电子０
科技信息
浅谈电力电子装置的谐波和 电磁干扰的危害及抑制
杜 彦林 （ 化学 院 电子 工程 系 黑龙 江 绥
【 摘
扰源的产生原 因及其危害 ． 并探 讨 了相应的抑制机理和综合治理方法
ＤＵ ｎ － Ｙａ —Ｉ ｎ
（ｎＨｕ ｌ ｇ ｌｃｒ ｎｃＥｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ｈ ａＨｅｉｎ ｊ ｎ ，５０ ０ Ｓ ｉ ａＣｏｌ ｅＥ ｅｔｏ ｇｎ ｅｉ ， ｎ ｕ ｉ ｇｉ ｇ １２ ０ ） ｅ ｉｐｉ ｔｎｏｔｅ ｏ ｅｅ ｃｏｉｄｖ ｅ，ｏ ｅｈ ａｍ ｎ ａｅ ｎ ｅ ｒ ｌ ｅｔｍ ｇｅｃｎ ｒｒｎｅ Ａ ｓ ａｔ ｈ ｈ ｗｄ ｙ ｐｌａｏ ｗｒ ｌ ｔ ｎ ｅｉ ｓｓｌ ｅ ｒｏｉｗｖ ｄｔ ｏ ｅ ｏ ｅ ｃ ｏ ａｎｔ ｔｆ ｅｃ ｒ Ｗｉ ｅ ｅ ｃ ｉ ｆｈ ｐ ｅ ｒ ｃ ｃ ｖｔ ｈ ｃ ａ ｈ ｐ ｂ ｍ ｆｌ ｒ ｉ ｉｅ ｅ
绥化
１２０ ） ０ ０ ５
要】 随着 电力电子装置的广泛应用 ， 解决谐波危害和 电 干扰的问题 已经迫在 眉睫。本文分析 了电力电子装置 中的谐 波源和 电磁 干 磁
【 关键词 】 电力 电子装置 ； 谐波 ； 干扰 ； 电磁 危害 ； 抑制
Ｓ ｗｉｇ ｏ ｈ ｗｅ ｅ ｔｏ ｉ ｖｃ ｓａ ｅＨ ａ ｍ ｒ ｏ ｃＥｌｃｒ ｍ ａ ｎ ｔｃＩ ｔ ｒｅ ｅ ｅａ ｄ ｎ ｉ ｔｏ ｈｏ ｎ ｆｔ ｅＰｏ ｒＥｌｃ ｒ ｎ ｃＤｅ ｉｅ ｎｄｔ ｒ ｏｆＨａ ｈ ｍ ｎ ｅ ｔｏ ｉ ｇ ｅｉ ｎ ｅ ｆｒ ｎｃ ｎ Ｉ ｈｂｉｉｎ
随着电力电子技术的发展 ． 电力电子装置 已经广泛 的应用 于生产 生活 中 然而 ． 带来便利的 同时 ． 它给电力系统带来的谐波污染和电磁 干扰 问题也不容忽视 ． 其危害性 日益暴露。如电力 电子装 置中的相控 整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变 ， 电力 电子装 置的功率 因数降低 ． 大量 的谐 波和无功功率 注入 电网 ． 给电网带来额 外负担并影响供电质量。 此外 ， 硬件电路中电压和电流的急剧变化 ， 使 得 电力 电子 器件承受很大 的电应力 ．会产 生频段很 宽的电磁干 扰信 ３ 电 磁 干 扰 的 产 生 及危 害 号 ．这些 电磁干扰信号给 周围的电气设备 及 电波造 成严重的 电磁干 随着电力电子技术的发展 ． 开关器 件在 电力电子技术 中的应 高频 扰． 对电力系统的正常运行和设备构成相当大的危害【 ｌ １ 。因此 ． 制电 抑 用日 趋广泛 ， 这些电力 电子装置 工作时 ． 电力电子器件 的电压 和 电流 力 电子装置的谐波污染和电磁干扰 ． 提高功率因数 的研究 已成 为电力 波形都是 以极短的时间上升和下降 。 这些具 有陡变沿的脉冲信号会产 电子技术 中的一个重要课题。 生很强的电磁干扰 电力电子装置的高频化 和大容量化不仅导致器件 所承受的电应力的增加和开关损耗 的增加 ． 而且产 生难 以抑制的宽带 １ 谐 波 的 危 害 电磁 干扰 ． 电网和环境造成严 重的 电磁 污染 ． 对 甚至威胁 到其 本身乃 谐波对 电力系统的危害大致 表现为 以下几个方面 ： 至与其相关 的其他 电子设备的正常工作 １ 使公 用电网中的元件产生附加 的谐波损 耗 ． ． １ 降低 了发 电 、 变电 输 其危 害主要体现在 电磁 干扰经近场 和远场耦合形成传 导和辐射 设备 的效 率 。 大量 的 ３次谐 波流过 中性 线时 ． 引起 线路过热甚 至发 会 干扰 ， 严重污 染周围 电磁环 境和电源系统 ． 这不仅会使变换 电路 自身 生火灾 。 的可靠性降低 ， 而且使电网及邻近设 备运行 质量受 到严重影响刚。 １ 影 响各种电气设备 的正常工作 ， － ２ 除了引起附加损耗外 ． 可使电 还 机产生机械振动 、 噪声 和过电压 ， 使变 压器局部严重 过热 ， 电容 器 、 ４ 电磁干扰的抑制方法囤 使 电缆 等设备过热 、 绝缘老化 、 寿命缩短 。 甚至造成设备损坏 。 ４１ 屏 蔽 技 术 ． ｌ 会 引起公用电网 中局部并联谐振 和串联谐振 。 ＿ ３ 从而使谐 波放 大 ． 利用屏蔽体来削弱或割断干扰场的空间耦 合通道 ． 阻止其 电磁能 使前述的危 害大大增加 ， 甚至 引起严重事故 。 量 的传输 ． 切断电磁波 的传播 途径 ． 抑制 电力电子 系统产 生的电磁辐 １ 会导致继 电保护和 自 ． ４ 动装置误 动作 ．并使电气测量仪表 计量不 射， 同时也使 电力 电子系统免受外界的电磁辐射 。 而且 ， 电磁屏蔽的 用 准确 。 方法解决 电磁干扰 问题不会影响电力电子电路 的正 常工作 。 屏蔽体 的 １ 会对邻近 的通信系统产 生干扰 ， ． ５ 轻者产 生噪声 ， 降低通信 质量 ， 设计应遵循 以下步骤 ： １确定最易接受干扰电路的敏感度 ， （） 以确定对 重者导致信息丢失 ， 通信 系统无法 正常工作 。 使 完 整屏蔽 体的评 比要求 ；２ 屏蔽体 的结构设计 ；３ 进行 屏蔽完整性 （） （） 的工艺设计 ２ 谐 波 的产 生及 抑 制 谐波的产生 ： 一方面是 电源本 身的谐波 ， 由于发 电机制造 工艺的 问题 ． 致使 电枢 表面的磁感应强度 分布稍稍偏离 正弦波 ， 其产 生的感 应电动势也会偏离正弦电动势 ． 即所产生 的电流偏离正弦 电流 。 以， 所 几个这样的电源并网时 ． 总电源 的电流也将偏 离正弦波。另一方 会使 面是 电力电子装置这些非线性负 载所产生谐波 ． 电力 电子装置是最主 要的谐波源 ， 主要包括整流器 、 变器 、 逆 斩波器和变频器 等。当电流流 经非线性 负载时 ． 引起 电网电压 的畸变 ． 使得 电压 中带有整数倍 基波 频率 的分量 ． 产生谐波 谐波 的抑制方 法Ⅲ 一种是改进 电力电子装 置 ， ． 使其不产 生谐 波 ， 且功率 因数 控制 为 １ 。另 一种是 装设谐 波补偿装置 传统 的谐 波补偿 装置 是 Ｌ 无 源滤波器 ： ｃ 由无源 电容 器 、 电抗 器和 电阻器适 当组 合而 成． 工作 原理是利用 Ｌ ｃ电路的 串联谐振特 点来抑制谐波 电流。在谐 振频率时 电路的阻抗为最小值 ： 非谐振频率时 ， 在 阻抗很大 根据这一
电力系统谐波的产生、危害及其抑制
外， 还产生旋转磁场， 在转子的铁芯中和转子的绕组中感应 电流， 从而产生有功附加损耗。 这些附加损耗使电机的定子 和转子温升增大。 另外， 谐波电流和基波磁场相互作用产生 的扭力矩作用在转子上， 激发汽轮发电机周期性振动， 并伴
有噪声。如果谐波电流的频率接近定子零部件的固有振动
方 - 的- 成 电 的 波 量 论 为 二 。 此为 流 谐 含 理 值 I‘土 因 ，减 - 波- 合 -相一一 ” h
小主要的谐波次数及总谐波含量， 提高相数是有效的。
(3) 开发有效的过程和方法来控制、 减小或消除电力系 统及其设备的谐波 从电源电压 、 线路阻抗 、 负荷特性等找出三相不平衡原 因， 并加以消除。 这样可以有效地减小3次谐波的产生， 有利
频率时， 可能引起发电机的强烈振动， 造成汽轮机的轴和叶 片因疲劳而损坏。
电力系统谐波问题更加重视。 70年代以来， 随着电力电子技术 的飞速发展， 各种电力电子装置在电力系统、 工业、 交通及家
庭中的应用 日 益广泛， 谐波所造成的危害也 日 趋严重。
1谐波的产生
(2)对变压器的影响与危害 变压器中谐波电流的影响主要是增加其铜损和铁损， 并随 频率的增大而增大。 谐波损耗产生的局部过热会降低变压器的
绝缘寿命。当附加损耗达到一定值时， 需要降低出力运行。
产生谐波的根本原因在于电力系统中存在大量非线性 负荷。当正弦基波电压(设电源阻抗为零时)作用于非线性
负荷时， 负荷吸收的电流与施加的电压波形不同; 同时， 畸 变的电流又会影响电流回路中的其它设备。但在实际系统 中， 电源阻抗不为零， 畸变电流将在电源阻抗上产生压降， 使电源端电压发生畸变， 从而对系统中所有负荷产生影响。 非线性负荷产生的谐波电流分量的数值与基波电压值和电 力系统的阻抗无关。因此， 大部分谐波源可看成是恒流源。 通常， 谐波源可以被分成三类: ( 1) 电力电子装置。包括变速传动装置、不间断电源
谐波产生的原因危害和抑制措施
谐波产生的原因危害和抑制措施0前言随着电力电子技术的飞速发展，各种新型用电设备越来越多地问世和使用，高次谐波的影响越来越严重。
电力系统受到谐波污染后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。
以前，电力系统考核电能质量的主要指标是电压的幅值和频率，现在世界各国都把电网电压正谐波形畸变率极限值作为电能质量考核指标之一，正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。
因此，研究和分析谐波产生的原因、危害和抑制谐波的措施具有重要的实际意义。
1谐波产生的原因在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的:（1）可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用，晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。
（2）设备设计思想的改变。
过去倾向于采用在额定情况以下工作或裕量较大的设计。
现在为了竞争，对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。
例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的深饱和区段，而在这些区段内运行会导致激磁材料波形严重畸变。
2谐波对电力系统的危害谐波对电力系统的污染日益严重，谐波源的注入使电网谐波电流、谐波电压增加，其危害波及全网，对各种电气设备都有不同程度的影响和危害。
现将对具体设备的危害分析如下：（1）交流发电机。
同步电动机及感应电动机在定子绕组和转子绕组产生附加热损耗，热损耗除谐波电流铜损I2nR以外，还由于电流的集肤效应，产生附加损耗，对转子引起热损耗增大。
对大型汽轮发电机来说，若发生多次谐波振荡，谐波电流超过额定电流的25％时，由于上述原因可能会导致转子局部过热而损坏。
对变压器来说，铁芯产生热损耗，尤其是涡流损耗大，在变压器绕组中有谐波电流，在铁芯中感应磁通，产生铁损。
（2）架空线路谐波电流产生热损，较大的高次谐波电流分量能显著地延缓潜供电流的熄灭，导致单相重合闸失败。
电缆中的谐波电流会产生热损，使电缆介损、温升增大。
（3）电力电容器由于谐波电流会引起附加绝缘介质损耗，加快电力电容器绝缘老化。
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随着电力电子技术的快速发展，电力电子装置越来越多地应用于冶金、化工、煤炭和运输等诸多领域，已成为实现生产自动化的重要基础设备。
然而，随着这些电力电子装置的广泛应用，将大量的谐波和无功功率注入电网，使电网的电能质量下降，引起“电网污染”问题，这已成为阻碍电力电子技术发展的重大障碍之一。
因此，认识和分析电力电子装置谐波产生的原因及其危害，探讨综合治理的方法，抑制谐波污染，提高电网功率因数已成为电力电子技术中的一个重大研究课题。
谐波的危害
电网中日益严重的谐波污染常常对设备的工作产生严重的影响，其危害一般表现为：
1）谐波电流使输电电缆损耗增大，输电能力降低，绝缘加速老化，泄漏电流增大，严重的甚至引起放电击穿。
2）使电动机损耗增大，发热增加，过载能力、寿命和效率降低，甚至造成设备损坏。
3）容易使电网与用作补偿电网无功功率的并联电容器发生谐振，造成过电压或过电流，使电容器绝缘老化甚至烧坏。
4）谐波电流流过变压器绕组，增大附加损耗，使绕组发热，加速绝缘老化，并发出噪声。
5）使大功率电动机的励磁系统受到干扰而影响正常工作。
6）影响电子设备的正常工作，如：使某些电气测量仪表受谐波的影响而造成误差，导致继电保护和自动装置误动作，对邻近的通信系统产生干扰，非整数和超低频谐波会使一些视听设备受到影响，使计算机自动控制设备受到干扰而造成程序运行不正常等。
电力电子装置中的谐波产生
电网中的谐波主要是由各种大容量功率变换器以及其他非线性负载产生的，其中主要的谐波源是各种电力电子装置，如整流装置、交流调压装置等，这其中，整流装置所占的比例最大，它几乎都是采用带电容滤波的二极管不控整流或晶闸管相控整流，它们产生的谐波污染和消耗的无功功率是众所周知的；除整流装置外，斩波和逆变装置的应用也很多，而其输入直流电源也来自整流装置，因此其谐波问题也很严重，尤其是由直流电压源供电的斩波和逆变装置，其直流电压源大多是由二极管不控整流后经电容滤波得到的，这类装置对电网的谐波污染日益突出。
谐波的抑制
为了抑制电网中的谐波，减小谐波的危害，在加强科学化、法制化管理的同
时，要采取积极有效的技术措施，尽量减少电力电子设备的谐波含量，安装有效的滤波装置。
1.采取主动措施，减少电力电子设备的谐波含量
减少谐波含量主要是从变流装置本身出发，通过变流装置的结构设计和增加辅助控制策略来减少或消除谐波，目前采用的技术主要有：
1）多脉波变流技术对于大功率电力电子装置，常将原来6脉波的变流器设计成12脉波或24脉波变流器，以减少交流侧的谐波电流含量。
2）脉宽调制技术其基本思想是控制PWM输出波形的各个转换时刻，保证四分之一波形的对称性。
使需要消除的谐波幅值为零，基波幅值为给定量，达到消除指定谐波和控制基波幅值的目的。
3）多电平变流技术针对各种电力电子变流器采用移相多重法、顺序控制和非对称控制多重化等方法，将方波电流或电压叠加，使得变流器在交流电网侧产生的电流或电压为接近正弦的阶梯波，且与电源电压保持一定的相位关系。
2.安装电力滤波器，提高滤波性能
（1）KYLB无源电力滤波器
KYLB无源电力滤波器即利用电容和电抗器组成LC调谐电路，在系统中能够为谐波提供并联低阻通路，起到滤波作用；同时，利用电容还能补偿无功功率，改善电网的功率因数。
由于结构简单，造价低，运行损耗小以及技术要求不高等特点，PPF成为改善电能质量的最常见设备。
但由于结构和原理上的原因，使用KYLB无源滤波装置来解决谐波问题也存在一些难以克服的缺点，如：只能滤除特定次谐波，谐波补偿频带较窄，过载能力小，对系统阻抗和频率变化的适应性较差，稳定性较差，体积大，损耗大等。
（2）KYAPF有源电力滤波器
KYAPF有源电力滤波器（APF）。
它通过检测电网中的谐波电流，然后控制逆变电路产生相应的补偿电流分量并注入电网，以达到消除谐波的目的。
KYAPF有源电力滤波器按与系统的连接方式不同可分为串联型、并联型和串—并联混合型。
并联型KYAPF有源电力滤波器主要适用于感性电流源负载的谐波补偿，串联型KYAPF有源电力滤波器主要用于消除带电容的二极管整流电路等电压型谐波源负载对系统的影响，串—并联型KYAPF有源电力滤波器兼有串、并联KYAPF有源电力滤波器的功能。
KYAPF有源电力滤波器特性不受系统阻抗影响，不会与电网阻抗产生串联和并联谐振的现象，且对外电路的谐振具有阻尼的作用。
此外，KYAPF有源电力滤波器具有高度可控性和快速响应性，不仅能补偿各次谐波，还可抑制电压闪变，补偿无功电流，性价比较为合理。
另外，KYAPF有源电力滤波器具有自适应功能，
能对幅值和频率变化的谐波以及变化的无功进行自动跟踪，实时补偿。
（3）KYLB无源有源混合型电力滤波器
KYLB混合型电力滤波器将KYLB无源滤波器与KYAPF有源滤波器组合起来，其中有源滤波器不直接承受电网电压和负载的基波电流，仅起负载电流和电网电压的高次谐波隔离器的作用，因而KYLB有源滤波器的容量可以设计得较小，利用串联的KYAPF有源滤波器增加高次谐波阻抗而对基波无影响的特性，可以改善KYLB无源滤波器的滤波效果，防止与电网之间发生谐振，但其缺陷是有源滤波器的性能很大程度上决定于电流互感器的特性。
因此，上海坤友电气有限公司提出一种新型混合KYYLB有源电力滤波器方案。
它采用开关频率较低的IGBT构成的逆变器来进行无功补偿，由开关频率高，耐压较低的MOSFET构成的逆变器进行谐波电流补偿，高频逆变器的输出侧采用变压器隔离，可消除大部分干扰。
日益严重的谐波污染已引起各方面的高度重视。
随着对谐波现象的进一步认识，将会找到更加有效的方法抑制和消除谐波，同时也有助于制定更加合理的谐波管理标准。
为了更好地达到抑制谐波的效果，对不同的谐波源负载应该采用相应结构的滤波装置，如级联型大功率KYAPF有源电力滤波器、基于DSP的智能型KYAPF有源电力滤波器等的研究都标志着低损耗、大功率、高频率、智能化的APF 是其发展方向。
随着谐波污染综合治理工作的逐步深入，电力电子技术的推广和应用必将有更加广阔的前景。