Le armoniche nella rete elettrica sono generate principalmente da vari convertitori di potenza di grande capacità e altri carichi non lineari. Le principali sorgenti di armoniche sono vari dispositivi elettronici di potenza, come raddrizzatori e regolatori di tensione AC. Tra questi, i dispositivi di rettifica rappresentano una grande proporzione. Quasi tutti utilizzano la rettifica incontrollata a diodi con filtraggio del condensatore o la rettifica controllata in fase a tiristori. L'inquinamento armonico e la potenza reattiva da essi consumati sono ben noti; oltre ai dispositivi raddrizzatori, ci sono molte applicazioni dei dispositivi inverter e la fonte di alimentazione CC in ingresso proviene anche dal dispositivo raddrizzatore, quindi anche il problema delle armoniche è molto serio, in particolare i dispositivi chopper e inverter alimentati da una fonte di tensione CC , la cui sorgente di tensione CC è principalmente costituita da diodi. Dopo una rettifica incontrollata, si ottiene mediante filtraggio del condensatore e l'inquinamento armonico di tali dispositivi nella rete elettrica sta diventando sempre più importante.
Al fine di sopprimere le armoniche nella rete elettrica e ridurre il danno delle armoniche, rafforzando nel contempo la gestione scientifica e legale, è necessario adottare misure tecniche attive ed efficaci per ridurre al minimo il contenuto armonico delle apparecchiature elettroniche di potenza e installare dispositivi di filtraggio efficaci.
1. Adottare misure attive per ridurre il contenuto armonico delle apparecchiature elettroniche di potenza
La riduzione del contenuto armonico si basa principalmente sul dispositivo convertitore stesso, attraverso la progettazione della struttura del dispositivo convertitore e l'aggiunta di strategie di controllo ausiliarie per ridurre o eliminare le armoniche. Le attuali tecnologie comprendono principalmente:
1) Tecnologia del convertitore multi-impulso Per i dispositivi elettronici di potenza ad alta potenza, il convertitore originale a 6 impulsi è spesso progettato come convertitore a 12 o 24 impulsi per ridurre il contenuto di corrente armonica sul lato CA.
2) L'idea di base della tecnologia di modulazione di larghezza di impulso è quella di controllare ogni momento di commutazione della forma d'onda di uscita PWM per garantire la simmetria della forma d'onda quarto. L'ampiezza dell'armonica da eliminare è zero, e l'ampiezza dell'onda fondamentale è un dato valore, in modo da raggiungere lo scopo di eliminare l'armonica specificata e controllare l'ampiezza dell'onda fondamentale.
3) La tecnologia del convertitore multilivello adotta metodi multipli di sfasamento, controllo di sequenza e controllo asimmetrico metodi multipli per vari convertitori elettronici di potenza per sovrapporre correnti o tensioni ad onda quadra in modo che i convertitori siano generati sul lato della rete CA La corrente o la tensione è un onda a gradino prossima a quella sinusoidale e mantiene una certa relazione di fase con la tensione di alimentazione.
2. Installare filtri di alimentazione per migliorare le prestazioni di filtraggio
(1) Filtro di potenza passivo
Il filtro di potenza passivo (PPF) è l'uso di condensatori e reattori per formare un circuito di sintonizzazione LC, che può fornire un percorso parallelo a bassa resistenza per le armoniche nel sistema e svolgere un ruolo di filtraggio; allo stesso tempo, l'uso di condensatori può anche compensare la potenza reattiva e migliorare la rete Il fattore di potenza. Grazie alla sua struttura semplice, al basso costo, alla bassa perdita di esercizio e ai bassi requisiti tecnici, il PPF è diventato un'apparecchiatura comune per migliorare la qualità dell'energia. Tuttavia, per ragioni strutturali e teoriche, l'uso di dispositivi di filtraggio passivo per risolvere il problema delle armoniche presenta anche alcuni insormontabili inconvenienti, quali: può filtrare solo specifiche subarmoniche, la banda di compensazione armonica è stretta e la capacità di sovraccarico è piccolo. L'impedenza del sistema e la variazione di frequenza hanno scarsa adattabilità, scarsa stabilità, grande volume, grande perdita, ecc.
(2) Filtro potenza attiva
Rileva la corrente armonica nella rete elettrica, quindi controlla il circuito dell'inverter per generare il corrispondente componente di corrente di compensazione e iniettarlo nella rete elettrica per raggiungere lo scopo di eliminare le armoniche. L'APF può essere suddiviso in tipo serie, tipo parallelo e tipo ibrido serie-parallelo in base alla modalità di connessione con il sistema. Il tipo parallelo APF è principalmente adatto per la compensazione armonica di carichi di sorgenti di corrente induttive. Il tipo APF in serie viene utilizzato principalmente per eliminare l'influenza dei carichi di sorgenti armoniche di tipo tensione come circuiti raddrizzatori a diodi con condensatori sul sistema. Il tipo serie-parallelo APF ha sia serie che parallelo. La funzione dell'APF.
Il sempre più grave inquinamento armonico ha attirato grande attenzione da tutti gli aspetti. Con l'ulteriore comprensione dei fenomeni armonici, si troveranno metodi più efficaci per sopprimere ed eliminare le armoniche e aiuterà anche a formulare standard di gestione delle armoniche più ragionevoli. Al fine di ottenere un migliore effetto di soppressione delle armoniche, è necessario utilizzare dispositivi di filtro con strutture corrispondenti per diversi carichi di sorgenti armoniche, come APF ad alta potenza in cascata, APF intelligente basato su DSP, ecc. La ricerca indica bassa perdita e grande potenza, ad alta frequenza, APF intelligente è la sua direzione di sviluppo.