Los armónicos en la red eléctrica son generados principalmente por varios convertidores de potencia de gran capacidad y otras cargas no lineales. Las principales fuentes de armónicos son varios dispositivos electrónicos de potencia, como rectificadores y reguladores de voltaje CA. Entre ellos, los dispositivos de rectificación representan una gran proporción. Casi todos utilizan rectificación no controlada por diodos con filtrado de condensadores o rectificación controlada por tiristores. La contaminación armónica y la potencia reactiva que consumen son bien conocidas; Además de los dispositivos rectificadores, hay muchas aplicaciones de dispositivos inversores, y la fuente de alimentación de CC de entrada también proviene del dispositivo rectificador, por lo que el problema de los armónicos también es muy grave, especialmente los dispositivos chopper e inversores alimentados por una fuente de voltaje de CC. , cuya fuente de voltaje DC son principalmente diodos. Después de la rectificación incontrolada, se obtiene mediante el filtrado de condensadores, y la contaminación armónica de dichos dispositivos a la red eléctrica es cada vez más prominente.
Para suprimir los armónicos en la red eléctrica y reducir el daño de los armónicos, mientras se fortalece la gestión científica y legal, se deben tomar medidas técnicas activas y efectivas para minimizar el contenido de armónicos de los equipos electrónicos de potencia e instalar dispositivos de filtrado efectivos.
1. Tomar medidas activas para reducir el contenido armónico de los equipos electrónicos de potencia.
La reducción del contenido de armónicos se basa principalmente en el propio dispositivo convertidor, mediante el diseño de la estructura del dispositivo convertidor y la adición de estrategias de control auxiliares para reducir o eliminar los armónicos. Las tecnologías actuales incluyen principalmente:
1) Tecnología de convertidor de pulsos múltiples Para dispositivos electrónicos de alta potencia, el convertidor de 6 pulsos original a menudo se diseña como un convertidor de 12 pulsos o 24 pulsos para reducir el contenido de corriente armónica en el lado de CA.
2) La idea básica de la tecnología de modulación de ancho de pulso es controlar cada momento de conmutación de la forma de onda de salida PWM para garantizar la simetría de la forma de onda de un cuarto. La amplitud del armónico a eliminar es cero, y la amplitud de la onda fundamental es una cantidad dada, para lograr el propósito de eliminar el armónico especificado y controlar la amplitud de la onda fundamental.
3) La tecnología de convertidor multinivel adopta múltiples métodos de cambio de fase, control de secuencia y control asimétrico múltiples métodos para varios convertidores electrónicos de potencia para superponer corrientes o voltajes de onda cuadrada de modo que los convertidores se generen en el lado de la red de CA. onda escalonada cercana a la sinusoidal y mantiene una cierta relación de fase con la tensión de alimentación.
2. Instale filtros de potencia para mejorar el rendimiento del filtrado
(1) Filtro de potencia pasiva
El filtro de potencia pasiva (PPF) es el uso de condensadores y reactores para formar un circuito de sintonización LC, que puede proporcionar una ruta paralela de baja resistencia para los armónicos en el sistema y desempeñar una función de filtrado; Al mismo tiempo, el uso de condensadores también puede compensar la potencia reactiva y mejorar el factor de potencia de la red. Debido a su estructura simple, bajo costo, baja pérdida operativa y bajos requisitos técnicos, PPF se ha convertido en un equipo común para mejorar la calidad de la energía. Sin embargo, debido a razones estructurales y teóricas, el uso de dispositivos de filtro pasivo para resolver el problema de armónicos también tiene algunas deficiencias insuperables, como: solo puede filtrar subarmónicos específicos, la banda de compensación de armónicos es estrecha y la capacidad de sobrecarga es pequeño. La impedancia del sistema y el cambio de frecuencia tienen poca adaptabilidad, poca estabilidad, gran volumen, gran pérdida, etc.
(2) Filtro de potencia activa
Detecta la corriente armónica en la red eléctrica y luego controla el circuito inversor para generar el componente de corriente de compensación correspondiente y lo inyecta en la red eléctrica para lograr el propósito de eliminar los armónicos. APF se puede dividir en tipo serie, tipo paralelo y tipo híbrido serie-paralelo según el modo de conexión con el sistema. El APF de tipo paralelo es principalmente adecuado para la compensación armónica de cargas de fuente de corriente inductiva. El APF tipo serie se utiliza principalmente para eliminar la influencia de cargas de fuente de armónicos de tipo voltaje, como los circuitos rectificadores de diodos con condensadores en el sistema. El APF de tipo serie-paralelo tiene tanto serie como paralelo. La función de APF.
La contaminación armónica cada vez más grave ha atraído una gran atención desde todos los aspectos. Con una mayor comprensión de los fenómenos armónicos, se encontrarán métodos más efectivos para suprimir y eliminar armónicos, y también ayudará a formular estándares de gestión de armónicos más razonables. Para lograr mejor el efecto de supresión de armónicos, los dispositivos de filtro con las estructuras correspondientes deben usarse para diferentes cargas de fuente de armónicos, como APF de alta potencia en cascada, APF inteligente basado en DSP, etc. La investigación indica bajas pérdidas y gran potencia, APF inteligente de alta frecuencia es su dirección de desarrollo.