第2章 谐波和无功功率

谐波抑制和无功功率补偿在电力系统中，谐波抑制和无功功率补偿是两个重要的问题。

谐波是指电力系统中频率为基波频率的整数倍的波动，它会导致电力系统中的电压和电流失真，对设备和电网的正常运行造成不利影响。

无功功率则是指电力系统中的无功电流和无功电压，它不参与能量传输，但却会造成电网的负荷不平衡和电压波动。

因此，谐波抑制和无功功率补偿是电力系统中必须解决的问题。

谐波抑制是指通过采取一系列措施来减小电力系统中的谐波含量，保证电力系统的正常运行。

谐波抑制的方法有很多种，其中最常见的是使用谐波滤波器。

谐波滤波器是一种能够选择性地滤除谐波成分的装置，它通过选择合适的滤波器参数和安装位置，将谐波电流引导到滤波器中，从而减小谐波对电力系统的影响。

此外，还可以采用谐波抑制变压器、谐波抑制电容器等设备来实现谐波抑制。

无功功率补偿是指通过采取一系列措施来消除电力系统中的无功功率，保证电力系统的负荷平衡和电压稳定。

无功功率补偿的方法有很多种，其中最常见的是使用无功补偿装置。

无功补偿装置可以根据电力系统的负荷情况，自动调节无功功率的大小和方向，从而实现电力系统的负荷平衡和电压稳定。

此外，还可以采用无功补偿电容器、无功补偿电抗器等设备来实现无功功率补偿。

谐波抑制和无功功率补偿在电力系统中的应用非常广泛。

首先，它们可以提高电力系统的供电质量。

谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的电压波动和电流失真，影响电力设备的正常运行。

通过采取谐波抑制和无功功率补偿措施，可以减小电力系统中的谐波含量和无功功率，提高电力系统的供电质量。

其次，谐波抑制和无功功率补偿还可以提高电力系统的能效。

谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的能量损耗和电网负荷不平衡，降低电力系统的能效。

通过采取谐波抑制和无功功率补偿措施，可以减小电力系统中的能量损耗和电网负荷不平衡，提高电力系统的能效。

最后，谐波抑制和无功功率补偿还可以提高电力系统的稳定性。

谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的电压波动和电流失真，影响电力系统的稳定性。

谐波治理及无功补偿方案谐波治理及无功补偿方案随着现代电力系统的快速发展和应用，电力质量问题日益凸显。

其中一个主要问题就是谐波污染，谐波污染会对电力系统产生极大的危害，如烧毁电器设备、造成供电失灵等。

为了有效解决谐波污染问题，可以采用谐波治理及无功补偿方案。

一、谐波治理1.谐波发生的原因谐波是指电源产生的不同于基波频率的信号，其会把电力系统中的电压和电流形成很多波峰，属于高频电流。

2.谐波的产生谐波的形成，主要是由非线性负载所引起（例如变频器、电子电路等），这些负载会对输电线路上传输的电能进行畸变，导致电力系统中产生多余的波形。

3.谐波的危害谐波的危害十分显著，其主要表现为电力系统中的电器设备可能会受到烧毁的风险，从而引发一系列的安全事故和设备故障。

4.谐波治理方案（1）滤波器法：通过在负载侧增加合适的滤波器，可以去除输出信号中的高频波形，让电力系统中的电路保持基波同步。

（2）减小非线性负载法：由于非线性负载是谐波形成的主要原因，因此可以通过减少或替换负载器件，从而降低谐波的产生。

（3）提高系统阻抗法：当系统的阻抗增加时，电源的输出电流会减少，从而谐波的产生会得到一定的减少。

二、无功补偿1.无功补偿的原理无功补偿是一种电力系统中无功功率的调节方法，其通过连接电容器或电感器，来对补偿线路进行补偿，从而实现对无功功率的控制和调节。

2.无功功率的特点无功功率具有波动性和成段性的特点，这是由于电力系统中产生的无功功率主要受到负载方向或回路的变化所影响。

3.无功补偿的作用（1）提高功率因数：在无功补偿的情况下，系统的功率因数会有所提高，从而有效降低负载对电力系统的影响。

（2）降低电网损耗：通过对电路进行无功补偿，可以将电力系统中的无功功率转化为有用的有功功率，从而减少电网的能量损耗。

（3）提高电力系统的稳定性：无功功率的波动会影响电力系统的稳定性，因此，通过无功补偿，可以有效地提高电力系统的稳定性。

4.无功补偿方案（1）串联电容补偿法：通过在电路中增加合适的等效容值，可以将谐波电流从发电端分流到电容器中。

绪论电能质量的好坏，直接影响到工业产品的质量，评价电能质量有三方面标准。

首先是电压方面，它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等；其次是频率波动；最后是电压的波形质量，即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率，也就是谐波所占的比重。

我国对电能质量的三方面都有明确的标准和规范。

随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。

它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。

举个常见的例子来说，电子节能灯在使用量所占比重较小的电网中运行，的确比常用的白炽灯好，不仅亮度高又省电，而且使用寿命也长。

但是相反，在大量投运节能灯后，就会发现节能灯的损坏率大大提高。

这是由于节能灯是非线性负荷，它产生较大的谐波污染了这一片电网，造成三相负荷基本平衡情况下，中心线电流居高不下，造成了该片电网供电质量下降，用电设备发热增加，电网线损增加，使得该区的配变发热严重，严重影响其使用寿命。

因此我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理，使谐波分量不超过国家标准。

第一章 基础概念1.1 电力系统的组成电力系统是由发电、输电、用电三部分组成。

其中过程为发电厂发电经升压变压器升压并网，再由输电网络输送的各个变电站，变电站进行降压后输送给各个用户，用户经过再一次降压后给用电设备供电。

主要设备为发电机、升压变压器、输电网络、降压变压器、用电设备及二次保护系等组成。

发电机的电压等级一般为6KV 、10KV ，输电网络为110KV 、220KV 、500KV ，配电网络为10KV 、35KV ，用电设备一般为380V 、220V 。

我国电力系统采用三相50HZ 交流供电。

1.2 功率的概念在供电系统中，通常总是希望交流电压和交流电流时正弦波形（不含有谐波的情况下），正如电压为：()ωt U t U sin 2=式中 U ------电压有效值ω--------角频率f πω2=f ---------频率 (50HZ) 正弦电压施加在线性无源负载上如电阻、电容、电感上时，其电流的表达式为：()()ϕ-=ωt I t I sin 2I --------电流有效值φ--------相位角 电压和电流的关系从相位图上看如：（绿色为电压，红色为电流）电流相位角φ>0时，为电流滞后电压，负载呈现为感性（如电动机）电流相位角φ<0时，为电流滞后电压，负载呈现为容性（如无功补偿器）视在功率为： UI S = （KV A ）有功功率为：ϕcos UI P = (KW)无功功率为：ϕsin UI Q = （Kvar ）在正弦交流电路中，有功功率P 是用来做功的，是负载消耗掉的真正的功率。

无功补偿及谐波治理工程技术方案无功补偿与谐波治理是电力系统中的两个重要问题。

无功补偿主要解决无功功率的调节问题，谐波治理主要解决电力系统中谐波污染的问题。

本文将就无功补偿及谐波治理工程技术方案进行详细的介绍。

1.电容补偿技术方案电容补偿是通过串联电容来提供无功功率，从而提高功率因数。

该技术方案具有成本低、无功补偿效果好等优点。

适用于对电网无功功率负荷波动较小的场所。

2.静止无功发生器（SVC）技术方案SVC是通过调节阻抗来提供无功功率的一种补偿方式。

它具有响应速度快、补偿效果好等优点。

适用于电网无功功率负荷波动较大的场所。

3.静态同步无功发生器（STATCOM）技术方案STATCOM是通过调整电压来提供无功功率的一种补偿方式。

该技术方案具有响应速度快、无功补偿效果好等优点。

适用于对电压稳定性要求较高的场所。

1.谐波滤波器技术方案谐波滤波器是将发生谐波的电流或电压引入滤波器，通过滤波器的谐波抑制特性将其滤除。

该技术方案具有谐波抑制效果好、性能稳定等优点。

适用于单一谐波频率的场所。

2.谐波变压器技术方案谐波变压器是通过在电力系统中串联谐波补偿变压器来抵消谐波电流。

该技术方案具有谐波抑制效果好、谐波适应性强等优点。

适用于多个谐波频率的场所。

3.主动滤波器技术方案主动滤波器是通过检测谐波电流或电压，并通过逆变器产生反向相位的谐波电流来抵消原有谐波电流。

该技术方案具有谐波抑制效果好、适应性强等优点。

适用于谐波频率较多、波动较大的场所。

综上所述，无功补偿技术方案包括电容补偿技术方案、静止无功发生器技术方案和静态同步无功发生器技术方案。

谐波治理技术方案包括谐波滤波器技术方案、谐波变压器技术方案和主动滤波器技术方案。

根据具体情况选择合适的技术方案，能够有效地解决电力系统中的无功补偿和谐波治理问题，提高电力系统的稳定性和供电质量。

第2章 整流电路2. 2图2-8为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:晶闸管承受的最大反向电压为22U 2;当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时一样。

答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化问题。

因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中，在正负半周上下绕组中的电流方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不存在直流磁化的问题。

以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。

①以晶闸管VT2为例。

当VT1导通时，晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联，所以VT2承受的最大电压为22U 2。

②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角α一样时，对于电阻负载：(O~α)期间无晶闸管导通，输出电压为0；(α~π)期间,单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VTl 、VT4导通，输出电压均与电源电压U 2相等；( π~απ+)期间均无晶闸管导通，输出电压为0；(απ+~2π)期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出电压等于－U 2。

对于电感负载： ( α~απ+)期间，单相全波电路中VTl 导通，单相全控桥电路中VTl 、VT4导通，输出电压均与电源电压U2相等； (απ+~2απ+)期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出波形等于-U2。

可见，两者的输出电压一样，加到同样的负载上时，那么输出电流也一样。

2.3.单相桥式全控整流电路，U 2=100V ，负载中R=20Ω，L 值极大，当α=︒30时，要求：①作出U d 、I d 、和I 2的波形；②求整流输出平均电压U d 、电流I d ，变压器二次电流有效值I 2；③考虑平安裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

解：①Ud 、Id、和I2的波形如以下图：②输出平均电压Ud 、电流Id、变压器二次电流有效值I2分别为：Ud =0.9U2cosα=0.9×100×cos︒30＝77.97〔V〕Id＝Ud/R=77.97/2=38.99(A)I2=Id=38.99(A)③晶闸管承受的最大反向电压为：2U2=1002=141.4(V) -考虑平安裕量，晶闸管的额定电压为：UN=(2~3)×141.4=283~424(V)详细数值可按晶闸管产品系列参数选取。

实用文案第2章 谐波和无功功率本章首先介绍谐波的一些基本概念及谐波分析方法，并讨论在非正弦电路中的无功功率、功率因数等基本概念。

这些概念及分析方法是以后各章的基础。

本章对谐波和无功功率的产生及其危害也作简要的介绍，这些内容可使读者对谐波抑制和无功补偿的必要性有更深刻的认识。

2.1 谐波和谐波分析2.1.1 谐波的基本概念[23]在供用电系统中，通常总是希望交流电压和交流电流呈正弦波形。

正弦波电压可表示为：u t U t ()s i n ()=+2ωα (2-1) 式中 U ——电压有效值；α——初相角；ω——角频率，ω=2πf =2π/Tf ——频率；T ——周期。

正弦波电压施加在线性无源元件电阻、电感和电容上，其电流和电压分别为比例、积分和微分关系，仍为同频率的正弦波。

但当正弦波电压施加在非线性电路上时，电流就变为非正弦波，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。

当然，非正弦电压施加在线性电路上时，电流也是非正弦波。

对于周期为T =2π/ω的非正弦电压u (ωt )，一般满足狄里赫利条件，可分解为如下形式的傅里叶级数u t a a n t b n t n nn ()(c o s s i n )ωωω=++=∞∑01 (2-2)实用文案式中a u td t 00212=⎰πωωπ()() a ut n t dt n =⎰102πωωωπ()c o s () b ut n t dt n =⎰102πωωωπ()s i n () n =1, 2, 3……或ut a c n t n nn ()s i n ()ωωϕ=++=∞∑01 (2-3) 式中，c n 、ϕn 和a n 、b n 的关系为c a b n n n =+22ϕn n n a r c t g ab =(/) a c n n n=s i n ϕ b c n n n=c o s ϕ 在式(2-2)或(2-3)的傅里叶级数中，频率与工频相同的分量称为基波，频率为基波频率大于1整数倍的分量称为谐波，谐波次数为谐波频率和基波频率的整数比。

谐波：1.什么是谐波:2.谐波的产生：正弦电压施加在非线性负载上；非正弦电流在电网阻抗上产生压降。

当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。

由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器会呈现比较大的背离正弦曲线波形。

谐波的危害：1.谐波对环境（电力/绿色）的危害增加谐波损耗，降低发电、输电及用电设备效率。

大量3次谐波流过中线会使线路过热甚至引发火灾。

影响各种电器设备的工作，产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。

使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短、损坏。

引起供用电网中局部的并联谐振和串联谐振，使谐波放大，引起严重事故。

导致继电保护和自动装置的误动作，并使测量仪表计量不准。

对邻近的通信系统产生干扰，产生噪声降低通信质量；导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

2.谐波对器械的危害谐波的治理：1.无源滤波装置LC调谐滤波装置：优点：既可以补偿谐波，又可以补偿无功功率，结构简单。

缺点：补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易发生并联谐振，导致谐波放大，使LC滤波器烧毁。

只能补偿固定频率的谐波，补偿效果不理想。

2.有源滤波装置（APF）特点：实现动态补偿，对频率大小都变化的谐波以及变化的无功功率进行补偿，响应速度极快；可同时对谐波和无功功率进行补偿，补偿无功功率的大小可进行连续调节；补偿无功功率时不需贮能元件，补偿谐波时所需元件容量不大；即使补偿对象电流过大，APF也不会发生过载，能正常进行补偿；受电网阻抗影响不大，不易和电网阻抗发生谐振；能跟踪电网频率变化，性能不受电网频率变化影响；既可以对一个谐波和无功源补偿，也可对多个谐波和无功源集中补偿。

3.对电力电子设施本身的改造单位功率因数变流器：开发新型变流器，使其不产生谐波，并且功率因数为1。

多重化技术：适用于大功率场合，将多个方波叠加，从而消除低次的谐波，得到接近正弦波的阶梯波。

谐波抑制和无功功率补偿引言在电力系统中，谐波和无功功率是常见的问题，它们会导致电网的不稳定性、能源浪费和设备损坏等一系列负面影响。

因此，谐波抑制和无功功率补偿成为了电力系统优化和能源管理的重要课题。

本文将详细介绍谐波抑制和无功功率补偿的概念、原理、方法以及应用。

谐波抑制概念谐波是指在电力系统中频率为基波频率的整数倍的波形成分。

谐波的产生主要是由非线性负载设备引起的，例如电弧炉、电子设备等。

谐波会导致电压和电流的波形失真，进而影响电力系统的稳定性和设备的正常运行。

谐波抑制是指通过采取措施，减少或消除电力系统中的谐波成分，使电力系统的波形恢复正常，保证电力质量和设备的正常运行。

原理谐波抑制的原理主要包括两个方面：滤波和控制。

1.滤波：通过在电力系统中引入谐波滤波器，对谐波成分进行滤波，将谐波成分从电力系统中分离出来。

常用的谐波滤波器包括谐波阻抗滤波器、谐波电抗滤波器等。

2.控制：通过控制非线性负载设备的工作方式和参数，减少其对电力系统的谐波污染。

常用的控制方法包括谐波限制技术、谐波消除技术等。

方法谐波抑制的方法主要包括被动方法和主动方法。

1.被动方法：被动方法是指通过谐波滤波器等被动设备来实现谐波抑制。

被动方法具有成本低、稳定可靠等优点，但其抑制效果受到负载变化和谐波频率变化的限制。

2.主动方法：主动方法是指通过控制设备的工作方式和参数来实现谐波抑制。

主动方法具有灵活性强、抑制效果好等优点，但其成本较高。

应用谐波抑制广泛应用于电力系统中，特别是对于需要保证电力质量和设备正常运行的场合。

例如，工业生产中的电弧炉、电子设备等非线性负载设备常常会引起谐波，需要采取谐波抑制措施。

此外，谐波抑制也在电网规划、电力设备设计等领域得到广泛应用。

无功功率补偿概念无功功率是电力系统中的一种特殊功率，它与电压和电流之间的相位差有关。

无功功率的存在会造成电网电压的波动和能源的浪费，因此需要进行补偿。

无功功率补偿是指通过采取措施，使电力系统中的无功功率达到平衡，提高电网的稳定性和能源利用效率。

（二 〇 一 四 年 六 月本科毕业设计说明书 学校代码： 10128 学 号：2题 目：三相半波整流电路谐波及无功功率 的仿真 学生姓名： 学 院：电力学院 系 别：电力系 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 指导教师：张利宏摘要随着电力电子技术的迅速发展，电力电子装置的工业市场和应用领域正在不断的扩大，越来越多的电气设备对取用的电能形式和对功率流动的控制与处理提出了新的要求。

作为供电电源和用电设备之间的必不可少的非线性接口，在实现功率控制和处理的同时，所有电力电子装置都不可避免的产生非正弦的波形，向电网注入谐波电流，且随着功率变换装置的容量的不断增大、使用数量的迅速上升和控制的多样化等，对电气环境形成了一大公害。

而在电力电子领域中，和三相桥式整流电路相比，三相半波整流电路的无功功率和谐波的研究资料是非常少的，因为三相半波整流电路的变压器会产生直流磁化。

本设计针对三相半波整流电路进行Matlab/Simulink仿真，对三相半波电路的谐波和无功功率有了深层次的分析，利用仿真所得结果为补偿装置提供了数据依据。

关键词：三相半波整流电路；谐波；无功功率；Matlab/Simulink仿真AbstractWith the development of the power electronic technology ,power electronic equipment industry market and application fields are constantly expanding,More and more electrical equipmentput put forward the new requirements for taking the form of electricity and power flow’s control and processing.As a nonlinear interface between power supply and power equipment, in the realization of power control and processing , all of the power electronic device will produce non-sinusoidal waveforms are inevitable.with the increase of testing the capacity of power transformation device and using a rapid rise in the number of the diversification of control, injecting harmonic current to the grid cause a big public hazard of electrical environment.And in the field of power electronics, compared with three-phase bridge rectifier circuit,three phase half-wave rectifier circuit of reactive power and harmonic research is very few because of the three phase half-wave rectifier circuit transformer dc magnetization.This design in view of the three phase half-wave rectifier circuit with Matlab/Simulink,the three-phase half wave circuit of harmonic and reactive power with deep analysis, using the simulation results for compensating device provides a data basis.目录引言 (1)第一章三相半波整流电路 (2)1.1三相半波整流电路概述 (2)1.2三相半波整流电路原理（阻感负载） (2)1.2.1三相半波阻感负载整流电路原理波形（α≤30°） (2)1.2.2三相半波阻感负载整流电路原理波形（α＞30°） (3)第二章整流电路的谐波及无功功率 (5)2.1 无功功率的概念 (5)2.2 谐波的概念 (5)2.3 谐波和无功功率分析基础 (6)2.3.1 谐波分析基础与计算 (6)2.3.2无功功率分析基础与计算 (9)2.4 无功功率的补偿方法 (11)第三章三相半波整流电路谐波与无功功率的MATLAB仿真 (13)3.1 MATLAB/ Simulink简介 (13)3.1.1 Simulink仿真环境 (13)3.1.2 Simulink的基本操作 (14)3.2 三相半波整流电路谐波与无功功率的MATLAB仿真 (15)3.2.1 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真模型 (15)3.2.2 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真（α=30°） .. 183.2.3 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真（α=60°） .. 213.2.4 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真（α=90°） .. 223.3三相半波整流电路的谐波及无功功率分析 (23)3.3.1 α=30°FFT模块的分析计算 (23)3.3.2 α=60°FFT模块的分析及计算 (24)3.3.3 α=90°FFT模块的分析及计算 (25)3.3.4 不同触发角FFT分析与计算总结 (26)结论 (27)参考文献 (28)谢辞 (29)引言现在，电力电子装置的运用越来越引起人们的关注，对于电力电子产生的谐波问题，也成了研究人员研究中的一大难题。

谐波抑制和无功功率补偿第3版1. 引言在电力系统中，谐波和无功功率问题一直是值得关注和解决的重要议题。

谐波是电力系统中的一种频率不同于基波频率的电信号，它会引起电流和电压的畸变，导致系统的稳定性下降，甚至会对电力设备造成损坏。

而无功功率则是由于电力设备的电感或电容性质引起的，当无功功率过多时会导致系统的效率低下，影响能源的有效利用。

为了解决谐波和无功功率问题，谐波抑制和无功功率补偿技术应运而生。

通过合适的控制手段和设备，我们可以消除系统中的谐波，提高电力系统的稳定性；同时，通过无功功率补偿技术，可以有效地减少无功功率的损耗，提高电力系统的运行效率。

本文将详细介绍谐波抑制和无功功率补偿技术的原理、方法及其在电力系统中的应用。

2. 谐波抑制技术2.1 谐波的成因和危害谐波是由非线性负载引起的，常见的非线性负载包括电弧炉、变频器、电子设备等。

这些非线性负载会导致电流的非正弦波形，并产生频率不同于基波频率的谐波成分。

谐波电流和电压的畸变会导致电力系统中出现以下问题：•降低系统的功率因数•增加传输线路和变压器的损耗•引起设备的振动和噪声•影响电力设备的寿命和可靠性2.2 谐波抑制技术的原理谐波抑制技术的原理是通过合适的控制手段，使谐波电流和电压的畸变降到最小，从而达到抑制谐波的目的。

常用的谐波抑制技术包括：•谐波滤波器：谐波滤波器通过选择性地阻抗谐波电流和电压，从而将谐波成分从电力系统中滤除。

•谐波抑制电容器：谐波抑制电容器通过与谐波负载并联，形成回路并产生电流相位差，从而抵消谐波电流。

•变压器：通过使用具有特定设计的变压器，可以有效地抑制谐波电流和电压，降低谐波对电力系统的影响。

2.3 谐波抑制技术的应用谐波抑制技术广泛应用于电力系统中，特别是在工业领域。

一些典型的应用场景包括：•电弧炉：电弧炉是非线性负载的代表，其产生的谐波对电力系统的影响极大。

通过安装谐波滤波器或使用谐波抑制电容器，可以有效地抑制谐波，提高电力系统的稳定性。

无功补偿与谐波滤除技术研究无功补偿与谐波滤除技术在电力系统中起着至关重要的作用，它们能够有效地提高电力系统的稳定性和运行效率。

本文将对无功补偿与谐波滤除技术进行深入研究，探讨其原理、应用和发展趋势。

第一部分：无功补偿技术研究无功补偿是指通过调整电力系统中的无功功率，使功率因数达到最佳状态，提高电能利用率，降低能耗。

无功补偿技术一般可分为静态无功补偿和动态无功补偿。

静态无功补偿技术主要包括静态电容器补偿、静态无功发生器补偿和静态无功分配器补偿等。

静态电容器补偿通过并联电容器的方式来消除感性负载电流的滞后，从而改善功率因数。

静态无功发生器补偿是通过逆变器控制来生成可控的无功功率，实现对无功功率的动态调节。

静态无功分配器补偿是将静态电容器和静态无功发生器补偿相结合，实现对电力系统的多层次、多方式补偿。

动态无功补偿技术主要包括STATCOM（Static Synchronous Compensator）和SVC（Static Var Compensator）等。

STATCOM是一种由可控开关和电容器组成的静止无功补偿装置，通过控制电容器的充放电来调节无功功率。

SVC是一种由可控开关和电感器组成的静止无功补偿装置，通过控制电感器的接入和绕组的切换来调节无功功率。

第二部分：谐波滤除技术研究谐波滤除是指通过滤波器将电力系统中的谐波电流滤除，以提高电压质量和保护电力设备。

谐波滤除技术一般可分为无源滤波和有源滤波。

无源滤波技术主要包括L-C滤波器和谐波补偿器等。

L-C滤波器通过谐振电路中的电感和电容来滤除谐波电流，但其补偿效果有限。

谐波补偿器是一种通过并联电感器和电容器来引入补偿电流，消除谐波电流的方法，但其补偿效果也受到限制。

有源滤波技术主要包括APF（Active Power Filter）和DSTATCOM （Distribution Static Synchronous Compensator）等。

APF是一种由可控开关和逆变器组成的主动滤波器，通过控制逆变器输出的电流与谐波电流相等而方向相反，来滤除谐波电流。

什么是谐波？谐波有什么伤害？一、谐波1.什么称为谐波：在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。

当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。

谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。

谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。

谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为l00Hz，3次谐波则是150Hz。

一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。

在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。

对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。

“谐波”一词起源于声学。

有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。

傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。

电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。

当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。

1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。

到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。

70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。

世界各国都对谐波问题予以充分和关注。

国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。

谐波研究的意义，道德是因为谐波的危害十分严重。

谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。