北極星輸配電網(wǎng)訊:一、諧波治理設(shè)備發(fā)展歷程

20世紀(jì)20年代末，人們開始注意到電力系統(tǒng)非線性負(fù)載會產(chǎn)生諧波。20世紀(jì)50年代，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大量非線性負(fù)載給電力系統(tǒng)帶來了嚴(yán)重的諧波干擾。20世紀(jì)70年代以來，由于諧波所造成的危害日趨嚴(yán)重，世界各國對諧波問題都予以充分的關(guān)注，國際上召開了多次有關(guān)諧波問題的學(xué)術(shù)會議。最近40年，世界各國對電力系統(tǒng)諧波問題的研究已超過了電力系統(tǒng)自身的研究范疇，并且取得了前所未有的發(fā)展。

20世紀(jì)70年代前，諧波治理處于無源濾波器（PF：PassiveFilter,也稱濾波器）時(shí)代。作為無源濾波器的LC濾波器，由濾波電容器、濾波電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成。因?yàn)槠渚哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備投資少、運(yùn)行可行性高、運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)成為應(yīng)用最多的諧波補(bǔ)償裝置。但其工作原理決定其存在固有缺陷。

首先，諧振頻率依賴于元件參數(shù)，因此只能對主要諧波進(jìn)行濾波，且LC（電容和電抗）參數(shù)的漂移會導(dǎo)致濾波特性改變，使濾波性能不穩(wěn)，難以保證濾波效果。其次，只能抑制按設(shè)計(jì)要求規(guī)定的諧波成分，有時(shí)由于高次諧波的成分復(fù)雜，必須同時(shí)加入多個(gè)濾波電路，使整個(gè)無源濾波裝置的體積增大、損耗增加；同時(shí)考慮到成本問題，不能僅靠增加無源濾波器數(shù)量來提高濾波效果。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(jì)70年代后，諧波治理進(jìn)入有源濾波器（APF：ActivePowerFilter）時(shí)代。諧波源一般為非線性負(fù)載，如整流器等,供電系統(tǒng)一般為保護(hù)對象。與無源濾波器相比，APF是一種主動性型的補(bǔ)償裝置，具有較好的動態(tài)性能。特別是基于電壓源型的APF,結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、損耗小、價(jià)格便宜以及容易實(shí)現(xiàn)多重化，從而降低開關(guān)器件的開關(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(yīng)用項(xiàng)目。當(dāng)前，有源濾波器(APF)應(yīng)用于用戶端電力諧波抑制，被認(rèn)為是最有效的抑制諧波的方法。

二、諧波治理市場規(guī)模

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)，2014年度我國電網(wǎng)新增電力約為10251萬千瓦。電力網(wǎng)絡(luò)中使用的大量非線性負(fù)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有得到有效的治理。

若按照13%（2014年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）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92萬千瓦，對應(yīng)的諧波治理設(shè)備市場規(guī)模為10.05億元（治理成本按照1093元/千瓦測算）。據(jù)中國電源工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，從2010年-2014年，我國諧波治理設(shè)備市場規(guī)模從2.87億元上升到10.05億元，年均復(fù)合增長率37%。未來諧波治理設(shè)備市場仍將持續(xù)高速增長，預(yù)計(jì)到2020年市場規(guī)模將達(dá)到17.8億元。