北極星輸配電網(wǎng)訊:一、諧波治理設備發(fā)展歷程

20世紀20年代末，人們開(kāi)始注意到電力系統非線(xiàn)性負載會(huì )產(chǎn)生諧波。20世紀50年代，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大量非線(xiàn)性負載給電力系統帶來(lái)了嚴重的諧波干擾。20世紀70年代以來(lái)，由于諧波所造成的危害日趨嚴重，世界各國對諧波問(wèn)題都予以充分的關(guān)注，國際上召開(kāi)了多次有關(guān)諧波問(wèn)題的學(xué)術(shù)會(huì )議。最近40年，世界各國對電力系統諧波問(wèn)題的研究已超過(guò)了電力系統自身的研究范疇，并且取得了前所未有的發(fā)展。

20世紀70年代前，諧波治理處于無(wú)源濾波器（PF：PassiveFilter,也稱(chēng)濾波器）時(shí)代。作為無(wú)源濾波器的LC濾波器，由濾波電容器、濾波電抗器和電阻器適當組合而成。因為其具有結構簡(jiǎn)單、設備投資少、運行可行性高、運行費用較低等優(yōu)點(diǎn)成為應用最多的諧波補償裝置。但其工作原理決定其存在固有缺陷。

首先，諧振頻率依賴(lài)于元件參數，因此只能對主要諧波進(jìn)行濾波，且LC（電容和電抗）參數的漂移會(huì )導致濾波特性改變，使濾波性能不穩，難以保證濾波效果。其次，只能抑制按設計要求規定的諧波成分，有時(shí)由于高次諧波的成分復雜，必須同時(shí)加入多個(gè)濾波電路，使整個(gè)無(wú)源濾波裝置的體積增大、損耗增加；同時(shí)考慮到成本問(wèn)題，不能僅靠增加無(wú)源濾波器數量來(lái)提高濾波效果。最后，電網(wǎng)中的某次諧波電壓可能在LC網(wǎng)絡(luò )中產(chǎn)生很大的諧波電流。

20世紀70年代后，諧波治理進(jìn)入有源濾波器（APF：ActivePowerFilter）時(shí)代。諧波源一般為非線(xiàn)性負載，如整流器等,供電系統一般為保護對象。與無(wú)源濾波器相比，APF是一種主動(dòng)性型的補償裝置，具有較好的動(dòng)態(tài)性能。特別是基于電壓源型的APF,結構簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、損耗小、價(jià)格便宜以及容易實(shí)現多重化，從而降低開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)頻率。因此，在工業(yè)領(lǐng)域，這種APF,通常被考慮為優(yōu)先研發(fā)的應用項目。當前，有源濾波器(APF)應用于用戶(hù)端電力諧波抑制，被認為是最有效的抑制諧波的方法。

二、諧波治理市場(chǎng)規模

根據國家統計局公布的數據，2014年度我國電網(wǎng)新增電力約為10251萬(wàn)千瓦。電力網(wǎng)絡(luò )中使用的大量非線(xiàn)性負荷，產(chǎn)生了大量的諧波，諧波含量約占10%左右，且這些諧波絕大部分沒(méi)有得到有效的治理。

若按照13%（2014年統計數據）的諧波治理比例（即諧波治理容量為諧波容量的13%），則諧波治理容量約為92萬(wàn)千瓦，對應的諧波治理設備市場(chǎng)規模為10.05億元（治理成本按照1093元/千瓦測算）。據中國電源工業(yè)協(xié)會(huì )統計數據顯示，從2010年-2014年，我國諧波治理設備市場(chǎng)規模從2.87億元上升到10.05億元，年均復合增長(cháng)率37%。未來(lái)諧波治理設備市場(chǎng)仍將持續高速增長(cháng)，預計到2020年市場(chǎng)規模將達到17.8億元。