谐波和无功电流检测的仿真研究
基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法的仿真研究
三相对称正弦基波电流输入
6
4
2
0
-2
-4
-6
0
0.02
0.04
0.06
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0.1
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时间t/s
图 8. 三相对称基波输入电流波形
通过谐波实时检测后得到的三次谐波电流
3
2
1
0
-1
-2
-3
0.1
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时间t/s
图 11. 通过谐波实时检测模型后输出的谐波电流波形
然后对模型 A 相输入畸变电流和检测得到的 A 相 谐波电流进行傅里叶分析，见下图 12 和图 13。其中 图 12 的纵坐标代表各次谐波相对基波幅值的数值，图 13 的纵坐标代表各次谐波的幅值，两个图的横坐标均 为谐波次数。
图 4. C32 变换模块
图 5. C23 变换模块
（2）p-q 运算模块和 p-q 逆运算模块
图 7. Cpq 逆变换模块
（3）低通滤波器（LPF）运算模块 MATLAB 中 常 用 的 低 通 滤 波 器 有 巴 特 沃 斯 型 （ Butterworth ） 、 切 比 雪 夫 型 （ Chebyshev I 和 Chebyshev II）、贝塞尔型（Bessel）等几种型式。 当截止频率选择不太高时，Butterworth 低通滤波器 的频率特性在零点处最好[5]，其检测精度已能满足要 求。所以，综合考虑，在这儿选择 Butterworth 低通 滤波器。 从提高检测精度出发，希望 LPF 的截止频率低一 些，但如果过低，会导致动态响应变慢。采用数字滤 波器实现时，截止频率过低会使滤波器参数相差倍数 过大，从而使计算机运算时的截断误差增大，反而会 使精度降低。在这，我们选择截止频率为 30Hz。而且 由仿真波形可看出，能取得较好的效果。 理论上 LPF 的阶数越高，检测精度越好，但是计 算机的运算量会加大，进一步导致检测延时变长。检
CRH2型动车组谐波电流分析及仿真
由图2的等效电路有：
u N ( t ) = u s ( t ) + LN dis (t ) dt + R N is ( t )
(1)
对于交流侧电压、电流us(t)、is(t)的基波分量 us1(t)、is1(t)，它们应该满足：
u N ( t ) = u s 1 ( t ) + LN dis 1 (t ) dt + R N is 1 ( t )
MU cos β = d 2U N
其中 u1 、 u2 分别为直流侧上下两个电容的电 压。
PW M 脉冲
u1 +
T
(10)
−
u2
is us
脉冲 转换 控制脉冲
进一步可得到输入电流的基波有效值为：
i =
s1
图3 中点电位平衡策略原理图 Fig.3 Controller Diagram of the Neutral-Point Voltage Control Srategy
(2)
可避免地会产生漂移， 使输出波形谐波含量加大。 采用适当的脉冲转换方法可以解决中点电位不平 衡的问题，如图 3 所示。其控制的核心思想是： 判断桥功率流向，在适当时候通过脉冲转换改变 上下连个电容的充放电过程。
四象限变流器在牵引与制动工况下均可实现 单位功率因数。 2.2 四象限变流器控制原理
随着我国 2007 年 4 月第六次铁路大提速的实 施，利用引进技术生产的 CRH 系列动车组及 HX 系列电力机车已陆续投入使用，并将逐步取代现 有车型。 这些动车组及机车普遍采用了“交-直-交” 传动系统，整流部分为四象限 PWM 整流器。实 测结果表明，四象限变流器谐波频谱宽，通常在 1kHz～10kHz 范围都存在可测谐波电流[1-2]。基于 此种谐波特性，这些新型动车组及机车与既有牵 引供电系统存在匹配问题，运行以来已多次发生 谐振事故，造成谐波电流放大，甚至引起谐振过 电压，对系统的安全运行造成威胁。因此，针对 新型动车组及机车开展电能质量问题的分析和治 理工作是十分必要的。而建立各种车型的主电路 模型，分析牵引负荷的谐波特性是开展电铁电能 质量研究的基础。 本文以 CRH2 型动车组为对象，研究了其整 流电路的原理及控制方法[3-4]，分析了谐波电流的 分布规律[5-6]， 并采用 MATLAB 软件建立了 CRH2 动车组的谐波电流仿真计算模型。
电力机车谐波与无功功率仿真分析
关 键 词 ： 波 分 析 ； ａａ ； 力机 车 ； 功功 率仿 真 谐 Ｍ ｔｂ 电 ｌ 无 中图分类 号 ： ６ Ｕ２ ４ 文献 标志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ９ ０ ６ （０ ２ ０～ ０ ９ ０ １０ — ６ ５２ １ ） １０４ — ３
随着 电气 化铁 路 的 发展 ． 电力 电子 装 置 和 非线
傅里 叶算 法 测 量 电力 机车 的无 功 功率 ．仿 真 可见 ， 相对 于 Ｈｉ ｅｔ ｌ ｒ 变换 算法 ． 氏算 法 的测量 误差 较小 ｂ 傅
而均 方 根 算 法 的测 量 误 差 大 ， 作 为 中频 炉 、 可 变频 器等 非线 性负载 无功 功率测 量 的参考
１ 电 力机 车 的结 构 和 基 本 模 型 的构 建
图中： Ｌ为平 波 电抗 器 ； 为 牵 引 电动机 电枢绕 组 ； Ｍ ａ－ ｌ ａ － ２为牵 引绕 组 韶 山 ８型 电力 机 车采 ｌｘ 和 ２ ｘ 用 晶闸管相 控整 流 电路 ， 流采用 多段 桥式 整流 。 整 通 过牵 引绕组 的投 入与 晶 闸管相控 角 的变 化来 实现 输
所示 。
— ‘ — ‘
性 负 载大 量 使用 ． 波 已影 响 到 电 网和设 备 的安全 谐 运行 ． 因此须 对 非线 性 负载 的谐 波 特性 进 行 具体 分 析 目前 正 弦电路 中无 功功率 的概 念及计 算公 式 已 经非 常清 晰 ． 在非 正 弦 电路 中无 功 功率 的定 义及 但
ｂｌ
ｘｌ ＶＤ２ ７ ＶＴ２
（
Ｌ ＶＴ４
义的 ， 主要 的测 量 算 法 有 ： 均方 根 算 法 、 氏算 法 、 傅
Ｈ ｌｅ 变换测 量算 法 ｉ ｒ ｂｔ
ａ ２
瞬时无功功率谐波检测建模与仿真
瞬时无功功率谐波检测建模与仿真1. 谐波的基本概念在供电系统中，交流电压和交流电流希望表示成正弦波形。
正弦电压可表示为:)sin(2)(a wt U t u +=（2-1） 式中 U —电压有效值； α—初相角；ω— 角频率，ω=2πƒ=2π/T; ƒ —频率； Т—周期。
正弦电压施加在线性无源原件电阻、电感和电容上，电流为比例、积分和微分关系，电压也为比例、积分和微分关系，仍然为同频率的正弦波。
但施加在非线性电路上时，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，也会使电压波形变成非正弦波。
当然，非正弦电压施加在线性电路上时，电流也变成非正弦波。
对于周期为T=2π/ω的非正弦电压u(ωt)，一般满足狄里赫利条件，可分解为如下形式的傅立叶级数： ∑∞=++=10)sin cos ()(n n n nwt b nwt a a wt u （2-2）式中⎰=ππ200)()(21wt d wt u a⎰=ππ20)(cos )(1wt nwtd wt u a n⎰=ππ20)(sin )(1wt nwtd wt u b n（n=1,2,3,……）或∑∞=++=10)sin()(n n n nwt c a wt u ϕ （2-3）式中，n c 、n ϕ和n a 、n b 的关系为22n n n b a c +=)/arctan(n n n b a =ϕn n n c a ϕsin = n n n c b ϕcos =在式（2-2）或式（2-3）的傅立叶级数中，频率为1/T 的分量称为基波，频率为大于1整数倍基波频率的分量叫谐波，谐波次数为谐波频率和基波频率的整数比。
以上所有以非正弦电压为例，同样适用非正弦电流的情况，把u(wt)转成i(wt)就可以了。
N 次谐波电压含有率以HR n U （Harmonic Ratio n U ）表示。
HR n U =11nU U ×100% （2-4） 式中 n U —第n 次谐波电压有效值（方均根值）；1U —基波电压有效值。
电力有源滤波器中谐波电流检测与仿真
电力有源滤波器中谐波电流检测与仿真高海洲;叶天凤【摘要】在电力有源滤波器设计中,谐波电流的实时检测是控制与补偿的关键技术环节。
本文基于坐标变换和瞬时无功理论,得到谐波电流值。
为了验证理论分析,进行不控整流桥带容性负载的非线性负载仿真。
基于MATLAB/SIMULINK的仿真结果表明可以有效地得到电流中的基波和谐波成分。
%In the design of active power filter,the real-time detection of harmonic current is the key techniques of control and compensation.In the paper,based on the theory of coordinate transformation and instantaneous reactive power,it gets the value of harmonic current.Meanwhile,to verify the theory＇s analysis,it uses MATLAB to simulate the nonlinear load which is the uncontrolled bridge rectifier with capacitive load.The simulation results show that the fundamental and harmonic components of the current can be effectively got.【期刊名称】《山西电子技术》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】3页(P5-7)【关键词】有源滤波器;谐波电流;瞬时无功理论【作者】高海洲;叶天凤【作者单位】湖北理工学院电气与电子信息工程学院,湖北黄石435003;湖北理工学院电气与电子信息工程学院,湖北黄石435003【正文语种】中文【中图分类】TM713近年来，电力电子装置的应用日益广泛，各种电力电子装置成为主要的谐波源，谐波带来一系列的问题［4］，也加剧了对电网的污染。
(打印)基于MATLAB的谐波电流检测方法的建模与仿真_潘翀
图 11 p、q 运算方式检谐波电流仿真模型
其主要由负载电流发生 模块 source, 三相 \ 二相 变换模 块 C 32, ip、iq 运算模块 C, 二相 \ 三相变换模块 C 23这些封装 ( M ask) 模块以及低通滤波器 ( L PF) 构成。这里的 source模 块、C32模块、C23块与前述部分相同, 不再赘述。下面 简述 ip、 iq 运算模块的建立。
如 ( 1) 式所示。
iaf ibf
=
C
23
C
-1 pq
¸p = ¸q
1 e2
C 23
icf
e A
eB
e B
- eA
¸p ¸q
( 1)
图 1 p、q 运算方式原理图
将 iaf、ibf、icf 与 ia、ib、ic 相减, 即得 ia、ib、ic 的谐波分量 iah、 ibh、ich。 2. 2 ip、iq 运算方式
) 195 )
图 7 p、q 运算模块 Cpq
图 10 ip、iq 运算模块 C
4 对比仿真研究
仿真条件为: 电源电压有效值为 220V、频 率为 50H z。p、q 运算方式和 ip、iq 运算方式检测 谐波电 流仿真 波形分 别如图 11、12, 从上到下分别为 a、b、c三相谐 波电流波形。
图 8 p、q 逆运算模块 Cpq- 1
文献 [ 4]、[ 5] 已经论证, 在基于瞬时无功理论 的谐波电 流检测电路中采用低通滤波器 , 无论从设 计上还是 从检测效 果都有优势, 因而本文 中均采 用文 献推荐 的低 通滤 波器。本 文利用 M ATLAB /SIMU L INK 提供的低 通滤波 器进行 仿真建 模, 具体选择二阶 Butterwo rth低通滤波器, 截止频率为 20H z。 3. 2 ip、iq 运算方式
基于PQ法的谐波电流与无功电流检测方法设计
科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界0引言电力电子技术在推动电力系统发展,灵活高效地利用电能的同时,其设备又成为电力系统中最主要的谐波源,同时消耗无功功率[1-2]。
谐波的危害是多方面的,主要体现在:1)对供配电线路的危害:主要是影响线路的稳定运行和电能质量;2)对电力设备的危害:包括对电力电容器的危害、对电力变压器的危害和对电力电缆的危害;3)对用电设备的危害:包括对电动机的危害、对低压开关设备的危害和对弱电系统设备的干扰。
4)对人体和电力测量准确性的影响:目前采用的电力测量仪表当谐波较大时将产生计量混乱,测量不准确。
谐波污染对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在的威胁,给周围的电器环境带来极大影响并对人体健康存在潜在危害,被公认为电网的危害和人体生命的杀手。
1电力谐波的定义目前国际普遍定义谐波为:谐波是一个周期电气量正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍[3]。
以正弦波电压为例,可以表示式(1):式中U是电压有效值,θ是初相角,ω是角频率,T为周期;对于周期为T的非正弦波信号,在满足狄里赫利的条件下,可分解为如式(2)的傅立叶级数。
u(t)=2√U sin(ωt+θ)(1)u(ωt)=a0+∞n=1∑a n cos nωt+b n sin nωt()(2)式中:a0=12π2π0∫u(ωt)d(ωt),a n=1π2π0∫u(ωt)cos nωtd(ωt),bn=1π2π0∫u(ωt)sin nωtd(ωt)。
频率与工频相等的分量称为为基波,频率是基波频率大于1的整数倍的分量称为谐波,其频率为基波频率的整数倍。
2基于PQ法的谐波电流和无功电流检测设计2.1三相瞬时无功功率理论图1琢茁坐标系中的电压,电流矢量PQ法的理论基础是三相瞬时无功功率理论。
三相电路瞬时无功功率理论最早在1983年由赤木泰文提出,它是以瞬时实功率P和瞬时虚功率Q的定义为基础。
基于Matlab的三相四线有源电力滤波器的谐波和无功电流检测研究
生与 补偿谐 波形状 一致 、 位相 反的 电流 ， 相 来抵 消非线
性 负荷产 生 的谐 波 电流 ， 以使谐 波 不 会流 入公 共 供 电 回路 ［ 。它 采用大 功率 、 １ ］ 高开 关 频率 的开关 器 件 ， 具有
２ 基于瞬时无功功率理论 一 运算方式的 检测原理
ａ ｄ ｃ ｌｕ ａ ｅ ａ ｈ ｐ ａ ｅ ｈ ｒ ｎ ｃ ｃ ｒ ｅ ｔｖ ｌ ｅ ｂ ａ ｄ ａ ｓ Ｉ ｉ ｔ ｉ ｌ ｎ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｉ ｈ ｄ ｔ ｃ ｎ ａ ｃ ｌ ｔ ｓ ｅ ｃ ｈ ｓ ａ ｍｏ ｉ ｕ ｒ ｎ ａ ｕ ｙ ｎ ｑ ｍｅ ｎ ． ｔ ｓ ｗｉｈ ｓ ｍｐ ｅ ｉ ｒｎ ｉ ｌ ，ｈ ｇ ｅ ｅ —
刘平英 ， 国海 ， 莹杰 ， 忠军 刘 查 吴 （ 苏大 学 电江 气信 息工 程 学院 ， 苏 镇 江 ２ ２ １ ） 江 １ ０ ３
摘 要 ： 据 三相 瞬 时无功 功率 理论 ， 出 了一种 三相 四 线有 源 电力滤 波器 的谐波 和无 功 电流 的检 测 方法 ， 依 提 将三
ｔ ｎ ｐ ｅ ｉｉｎ ａ ｄｇ ｏ ｔｂ ｌ ｙ ｉ ｒｃｓｏ ｎ ｏ ｄ ｓ ａ ｉ ｔ ．Ｍ ａｌ ｂ Ｓ ｍｕ ｉｋ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｒｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｒ ｓ ｎ ｔ ｏ ｓｖ ｌ ． ｏ ｉ ｔａ ／ ｉ ｌ ｉ ｌｔ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅｐ ｅ ｅ ｔｍｅｈ ｄ ｉ ａｉ ｎ ｏ ｄ
Ｆｏｕ — ｗ ｉｅ Ａ ｃ ｉｅ Ｐｏ ｅ ｌｅ ｓ ｄ ｏ ａ ｌ ｂ ｒ ｒ ｔｖ ｗ ｒ Ｆｉｔ ｒＢａ ｅ ｎ Ｍ ｔａ ＬＩ Ｐｉｇ Ｕ ｎ 一 ｎ ＬＩ Ｇｕ － ｈ ｉＣＨ Ａ ｎ ｇ， Ｕ ｏ ａ ， Ｙｉｇ— ｆｅＷ Ｕ ｏ ｇ－ ｄ ｎ ｉ ， Ｚｈ ｎ － ｕ （ ｌ ｇ ｆＥｌｃｒｃ ｌ ｎ Ｉｆｒ ｔｏ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ Ｃｏｌ ｅ ｏ ｅ ｔｉａ ａ ｄ ｎｏ ｍａｉｎ ｅ ｇｎ ｅｉｇ，Ｊａ ｇ ｕ ｉｎ ｓ Ｕｎｖ ｒｉｙ，Ｚ ｅ ｊ ｎ １ ０ ３ ｉｅｓｔ ｈ ｎｉ ｇ ２ ２ １ ， ａ
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谐波和无功电流检测的仿真研究摘要随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，电力电子产品广泛地应用于工业控制领域，然而这些电力电子产品装置使得电力系统中的谐波污染日趋严重。
我们都知道电力系统中许多电气元件都产生不同程度的谐波，各种整流设备尤为严重，它带来的危害也不可忽视，由此研究谐波和无功电流是十分必要的。
本文首先介绍了谐波的基本概念、谐波的产生及其危害、电网对谐波电压和谐波电流的限值，阐述了谐波问题研究的必要性，国内外研究的状况及本文研究i i 检测方的内容。
基于顺势无功理论谐波检测方法，得到了p、q检测方法和p q法，并利用MATLAB/SIMULINK软件进行了仿真研究。
关键词：电力系统，谐波，瞬时无功理论，MATLAB仿真Harmonic and reactive current testing and simulationABSTRACTFollowing the development of the national economy and the living standard of people, the electric powers electronics product is broadly applied to the control realm in the industry. These electric powers electronics equips to make a harmonic pollution problem within the electric power system is serious gradually. As we know, a lot of electric components produce various degrees of harmonies in the power system, it is particularly serious to do it such as various kinds of rectification equipment and inverters and converters，And it cannot ignore the harm of harmonic, therefore researching harmonic and reactive current is very necessary.The paper introduces the concept of harmonics, its harm to power grid and limitation of harmonics voltage and current harmonics, and it also demonstrates the necessity of eliminate harmonics, and briefly introduces several methods to eliminate harmonics and research of both here and abroad. The paper analyzes the principles of the harmonic. Then the paper detailed introduces the theory of the way of harmonic currents of a single-phase and the way of harmonic currents of a there-phase and instantaneous reactive power. In the end the paper simulates harmonics detection methods by MATLAB/SIMULINK.KEY WORDS: Power systems，harmonic，Instantaneous reactive power，MATLAB simulation，Harmonic current detection目录前言 (1)第1章谐波理论基础 (5)1.1谐波的定义 (5)1.2 线性负载和非线性负载 (7)1.2.1 线性负载 (7)1.2.1 非线性负载 (7)1.3 谐波的产生 (7)1.4 谐波的危害与影响 (8)1.5 谐波的危害与影响 (9)1.5.1 奇次谐波 (9)1.5.2 偶次谐波 (10)1.6 谐波的参数 (10)1.6.1 谐波电流 (10)1.6.2 谐波电压 (10)1.7 与谐波有关的参数定义 (10)1.7.1 阻抗 (10)1.7.2 阻抗系数 (10)1.7.3 谐振 (10)1.7.4 谐振频率 (11)1.7.5 无功功率 (11)1.7.6 无功功率补偿 (11)1.8 本章小结 (11)第2章谐波检测方法分析 (12)2.1 前言 (12)2.2 频域理论 (12)2.3 时域理论 (13)2.3.1 快速傅里叶变换法 (13)2.3.2 基于瞬时无功功率的检测方法 (13)2.3.3 基于瞬时无功功率的i i 检测方法 (15)p q2.4 本章小结 (16)第3章谐波检测MATLAB仿真电路模型设计 (18)3.1 电路设计模型 (18)3.2 本章小结 (19)第4章仿真分析 (20)4.1 仿真软件介绍 (20)4.2 仿真结果分析 (20)4.2 本章小结 (23)结论 (24)谢辞................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (25)外文资料翻译 (26)前言电能作为现在社会中使用最广泛的能源，其应用程度是衡量一个国家发展水平的重要标志之一。
今年来，随着我国电力事业的迅猛发展，电力系统的规模日益扩大，电能紧缺的问题已逐步解决，但以此同时，用户对提高电能质量的呼声也越来越高。
电能质量一般是指电压或电流的幅值、频率、波形等参量符合规定值的偏差。
90年代以前电力系统中许多机电设备都能在上述参量相对较大的范围内正常地工作，但是在90年代后期信息技术的飞速发展，基于计算机、微处理器控制的用电设备和电力电子设备在工业生产中大量投入使用，他们对干扰比机电设备更加敏感，一次对供电质量的要求也更高。
一旦出现电能质量问题，轻则造成设备故障停运，重则造成整个系统的损坏，于此带来的损失时难以估量的。
从环境的角度来看，电力系统也是一种“环境”，同样存在着污染的问题，电网中存在的谐波电流和谐波电压就是对电网环境的一种严重污染。
在电力系统中大功率换流设备和调压装置的利用、高压直流输电的应用、大量非线性负荷的出现以及供电系统本身存在的非线性元件等使得系统中的电压波形畸变越来越严重，对电力系统造成了很大的危害使供电系统中的元件损耗增大、降低用电设备的使用寿命、干扰通讯系统等。
严重时甚至还能是设备损坏，自动控制失灵，继电保护误动作，对电感和电容构成的串联或并联电路还有可能产生串联谐振或并联谐振，其形成的谐振过电压或过电流将大大增加，给电容器、系统及用户造成严重危害。
谐波对电力系统的影响同自然环境污染一样，已成为一种公害。
为了保证供电质量、提高系统运行的安全性和经济性，电网谐波抑制问题已成为当前电力系统中迫切需要解决的课题，因袭研究谐波和无功电流是十分必要的。
(一)课题研究的目的和意义电力形势现在人类社会生产与生活不可缺少的一种主要能源形式。
随着电力电子装置的应用日益广泛，电能得到了更加充分的利用。
点电力电子装置带来的谐波问题对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，给周围电气环境带来了极大地影响。
谐波被认为是电网的一大公害，对电力系统谐波问题的研究已被人们逐渐重视。
谐波问题涉及面很广，包括对畸变波形的分析方法、谐波源分析、电网谐波潮流计算、谐波补偿和抑制、谐波限制标准以及谐波测量机在谐波情况下对各种电气量的检测方法等。
为了避免这些谐波的不良影响，有必要对其研究。
谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的关注，当时在德国使用静止汞弧变流器而造成电压和电流波形畸变。
20世纪70年代以来，电力电子技术的飞速发展，使谐波问题日益突出，已成为阻碍电力电子技术发展的一大障碍。
目前消除谐波污染，已成为电力系统，尤其是电力电子技术中的一个重大课题。
谐波研究及其抑制技术已日益成为人们关注的问题。
(二)国外研究状况国际上对电力谐波问题的研究大约起源五六十年代，当时的研究主要是针对高压直流输电技术中变流器引起的电力系统谐波问题。
70年代后期，随着电力电子技术的发展及其在工业、交通及家庭中的广泛应用，谐波问题日益严重，从而引起各国的高度重视。
近十几年间电力谐波的研究，已经越过了电力系统的范畴，渗透到了电工理论、电网络理论、电力电子学、数字信号处理、计算技术、系统仿真、控制理论与控制技术等其它学术领域，并且形成了自己特有的理论体系、分析研究方法、控制与治理技术、监测方法与技术、限制标准与管理制度等。
目前，谐波研究仍然是一个非常活跃的领域。
发达国家的经验和预测表明，随着科学技术的发展，非线性负荷用电设备的种类、数量和用电量迅猛增加。
针对谐波的大量出现，目前国外已经研制成功各种谐波测量分析仪，如德国产的NOWA-I谐波分析仪、美国产F40/41手持式谐波分析仪和英国产PA系列高精度电力谐波分析仪等。
抑制谐波也已从治理谐波源本身入手，使其不产生谐波，且功率因数为1，单位功率艺术变流器就是可以实现这种功能的电力电子装置。
但由于谐波源的多样性，在电网中一般还是加装滤波器的方法来抑制高次谐波，这些装置一般可分磊为无源滤波器和有源滤波器两种。
（1）无源滤波装置。
传统无源滤波通过使用RLC无源元件的串并联方式构成无源的单调谐、高通或低通等滤波器，已达到滤除谐波的目的，而且这种谐波抑制装置还可以起无功补偿和电压调整的作用。
由于它成本低、技术成熟、结构简单、容易实现等优点，所以它仍然是目前广泛使用的谐波移植技术。
（2）有源滤波装置。
随着20世纪60年代以来新型电力半导体器件的出现，脉宽调制技术的发展，以及基于顺势无功功率理论地提出，针对无源滤波器的缺陷在1969年Bird和Marsh等人提出了向电网中注入三次谐波电流以减少电源系统中电流的谐波成分，这是APE思想的萌芽。
之后，在1976年Gyugyi L等人提出了用大功率晶体管PWM变换器构成的有源滤波器，冰正式提出了有源滤波波的概念。
20世纪80年代由于大功率全控型功率器件的成熟，PWM技术的进步，以及基于顺势无功功率理论的谐波电流实时监测方法的提出，使APE得以迅猛的发展，APE通过向电网诸如谐波及无功或改变电网的综合阻抗频率特性，以改善波形，除了具有相应速度快，具有很好的动态实时补偿功能等优点外，还具有可进行无功补偿，抑制电压闪变等多种功能。