1  治理的基礎性工作

　　首先要掌握供電網絡運行狀態，對電能質量開展實時監測，以掌握其動態;第二是分析診斷其變化，即在詳細分析電能質量數據的基礎上，利用仿真軟件對電網結構的固有諧振特性進行計算與分析，排除虛假的諧波干擾;第三是開展系統的合理設計和改造，變電站的設計和投運以及新的電力用戶投運之前都要進行諧波源負荷及電能質量要求等方面的技術咨詢，線路網絡改造和建設也要結合運行負荷的特點和措施，以降低線損，降低設備損失事故，最后才是開展濾波裝置或無功補償裝置的研制、調試和現場測試，以了解治理后的效果，并總結經驗。

　　2 SVC裝置

　　近些年來發展起來的SVC裝置是一種快速調節無功功率的裝置，已成功地用于電力、冶金、采礦和電氣化鐵道等沖擊性負荷的補償，它可使所需無功功率作隨機調整，從而保持在非線性、沖擊性負荷連接點的系統電壓水平的恒定。

　　Qi=QD+QL-Qc  (2)

　　式(2)中Qi、QD、QL、Qc分別為：系統公共連接點的無功功率、負荷所需的無功功率、可調(可控)電抗器吸收的無功功率、電容器補償裝置發出的無功功率，單位均為kvar。

　　當負荷產生沖擊無功△QD時，將引起

　　△Qi=△QD+△QL+△Qc  (3)

　　其中△Qc=0，欲保持△QC不變，即△Qi=0，則△QD=-△QL，即SVC裝置中感性無功功率隨沖擊負荷無功功率作隨機調整，此時電壓水平能保持恒定不變。

　　SVC由可控支路和固定(或可變)電容器支路并聯而成，主要有四種型式：

　　(1)可控硅閥控制空芯電抗器型(稱TCR型)SVC，它用可控硅閥控制線性電抗器實現快速連續的無功功率調節，它具有反應時間快(5～20ms)、運行可靠、無級補償、分相調節，能平衡有功，適用范圍廣，價格便宜等優點。TCR裝置還能實現分相控制，有較好的抑制不對稱負荷的能力，因而在電弧爐系統中采用最廣泛，但這種裝置采用了先進的電子和光導纖維技術，對維護人員要專門培訓提高維護水平。

　　(2)可控硅閥控制高阻抗變壓器型(TCT型)，優點與TCR型差不多，但高阻抗變壓器制造復雜，諧波分量也略大一些。由于有油，要求一級防火，只宜布置在一層平面或戶外，容量在30Mvar以上時價格較貴，不能得到廣泛采用。

　　(3)可控硅開關控制電容器型(TSC)：分相調節、直接補償、裝置本身不產生諧波，損耗小，但是它是有級調節，綜合價格比較高。

　　(　　4)自飽和電抗器型(SSR型)：維護較簡單，運行可靠，過載能力強，響應速度快，降低閃變效果好，但其噪音大，原材料消耗大，補償不對稱電爐負荷自身產生較大諧波電流，無平衡有功負荷的能力。

　　3  無源濾波裝置

　　該裝置由電容器、電抗器，有時還包括電阻器等無源元件組成，以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路，以達到抑制高次諧波的作用;由于SVC的調節范圍要由感性區擴大到容性區，所以濾波器與動態控制的電抗器一起并聯，這樣既滿足無功補償、改善功率因數，又能消除高次諧波的影響。

　　國際上廣泛使用的濾波器種類有：各階次單調諧濾波器、雙調諧濾波器、二階寬頗帶與三階寬頻帶高通濾波器等。

　　1)單調諧濾波器：一階單調諧濾波器的優點是濾波效果好，結構簡單;缺點是電能損耗比較大，但隨著品質因數的提高而減少，同時又隨諧波次數的減少而增加，而電爐正好是低次諧波，主要是2～7次，因此，基波損耗較大。二階單調諧濾波器當品質因數在50以下時，基波損耗可減少20～50%，屬節能型，濾波效果等效。三階單調諧濾波器是損耗最小的濾波器，但組成復雜些，投資也高些，用于電弧爐系統中，2次濾波器選用三階濾波器為好，其它次選用二階單調諧濾波器。

　　2)高通(寬頻帶)濾波器，一般用于某次及以上次的諧波抑制。當在電弧爐等非線性負荷系統中采用時，對5次以上起濾波作用時，通過參數調整，可形成該濾波器回路對5次及以上次諧波的低阻抗通路。

　　4 有源濾波器  

　　雖然無源濾波器具有投資少、效率高、結構簡單及維護方便等優點，在現階段廣泛用于配電網中，但由于濾波器特性受系統參數影響大，只能消除特定的幾次諧波，而對某些次諧波會產生放大作用，甚至諧振現象等因素，隨著電力電子技術的發展，人們將濾波研究方向逐步轉向有源濾波器(Active PowerFliter，縮寫為APF)。

　　APF即利用可控的功率半導體器件向電網注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，達到實時補償諧波電流的目的。它與無源濾波器相比，有以下特點：

　　a.不僅能補償各次諧波，還可抑制閃變，補償無功，有一機多能的特點，在性價比上較為合理;

　　b.濾波特性不受系統阻抗等的影響，可消除與系統阻抗發生諧振的危險;

　　c.具有自適應功能，可自動跟蹤補償變化著的諧波，即具有高度可控性和快速響應性等特點。

　　5  系統化綜合補償技術

　　近段時間提出的系統化綜合補償技術是解決電能質量問題的"治本"途徑。對于穩態時的電壓質量問題有許多成熟的措施加以解決;但對于動態電能質量問題，依靠傳統的無功補償和常規的濾波裝置則不能有

　　效地解決，因為諸如電壓跌落(sags)、浪涌(surge)、電壓脈沖(impulse)與瞬時供電中斷(outage)這類電能質量問題持續的時間很短、變化很快，并且有的電能質量問題還伴隨著部分甚至全部的有功損失等情形。

　　作為FACTS(基于電力電子技術的靈活交流輸電系統)技術與配電系統應用的延伸一DFACTS技術(又稱Custompower技術)已成為改善電能質量的有力工具，該技術的核心器件IGCT，它比GTO具有更快的開關頻率，并且關斷容量已達到一定規模，因此DFACTS裝置具有更快的響應特性。目前DFACTS裝置主要有：動態電壓恢復器(DVR)、配電系統用靜止無功補償器(D-STATCOM)、固態切換開關(SSTS)等。

　　STATCOM在SVC裝置基礎上，克服了由于呈恒阻抗特性，使得在電壓低時，無法提供所需的無  功支持，應付突發事件的能力較弱;而且占地面積大，過多的SVC易引發系統振蕩的弊端，STATCOM的無功電流輸出可在很大電壓變化范圍內恒定，在電壓低時仍能提供較強的無功支撐，并且可從感性到容性全范圍內連續調節，使得其無功輸出相當于同容量SVC的1.4～2倍;因STATCOM的靈活調壓，還可以大大減少變壓器分接頭的切換次數，從而減少分接頭故障次數，另外，STATCOM還可以抑制電壓閃變，提高系統暫態穩定水平，結合我國的國情和已有的技術，發展STATCOM應是解決我國電壓穩定問題的有效手段，并且也是DFACTS技術發展的主要方向。

　　DVR則是目前保證對敏感負荷供電質量非常有效的串聯補償裝置，因為它通過自身的儲能單元，能在ms級內將電壓跌落補償至正常值，因此是抑制動態電壓干擾的有效補償裝置，它主要由儲能單元、DC/AC逆變器模塊、連接變壓器等部分組成，儲能容量可根據用戶電壓跌落統計數據確定，逆變器的模塊一般采用由IGBT構成三相全橋結構，采用PWM調制方式，這種結構控制靈活，便于分相補償。因而DVR與消除電壓跌落，提高大型綜合性敏感工業負荷的供電質量方面有顯著的效果。

　　SSTS一般與D-STATCOM配合使用，用于保障由多回獨立饋線對重要負荷的供電質量，當饋線發生故障或電壓跌落時，利用SSTS的快速切換特性(切換速度不到半個周期)將重要負荷切換到由另一條饋線供電，切換期間D-STATCOM可向重要負荷提供1～2個周期的電能支撐。

　結語  

　　隨著電力電子與信息技術在社會各個領域的滲透應用，一些新型電力負荷對電能質量的要求不斷提高，電能質量已成為電力企業和用戶共同關心的課題。當今威脅信息電力質量的主要干擾除了諧波、電壓波動外，更多為人們所關注的將是電壓暫降和短時斷電、電壓閃變等動態電能質量問題;我們應因地制宜，對癥下藥，在深入調研、現場實測、試驗研究的基礎上，運用FACTS和電力新技術對電能質量進行系統化地綜合補償，這將是今后解決電能質量問題的最根本途徑。