Sóng hài trong lưới điện chủ yếu gồm bộ biến đổi nguồn công suất lớn và các phụ tải phi tuyến khác, nguồn sóng hài chủ yếu là các loại thiết bị điện tử công suất như thiết bị chỉnh lưu, thiết bị điều chỉnh điện áp xoay chiều, trong đó tỷ trọng thiết bị chỉnh lưu lớn, nó hầu như luôn được sử dụng với điều khiển chỉnh lưu diode lọc tụ điện chứ không phải chỉnh lưu theo giai đoạn thyristor, Ô nhiễm sóng hài và tiêu thụ công suất phản kháng của chúng đã được biết rõ. Ngoài thiết bị chỉnh lưu, cắt và ứng dụng của thiết bị biến tần cũng rất nhiều, và nguồn điện một chiều đầu vào cũng đến từ thiết bị chỉnh lưu, do đó vấn đề sóng hài là rất nghiêm trọng, đặc biệt là bởi bộ cắt nguồn điện áp một chiều và thiết bị biến tần , nguồn điện áp một chiều chủ yếu là do diode không điều khiển chỉnh lưu và tụ lọc, loại thiết bị ô nhiễm sóng hài hòa lưới này ngày càng trở nên nổi cộm.
Để triệt tiêu sóng hài trong lưới điện và giảm tác hại của sóng hài, đồng thời tăng cường quản lý khoa học và pháp luật, cần thực hiện các biện pháp kỹ thuật tích cực và hiệu quả để giảm hàm lượng sóng hài trong thiết bị điện tử công suất càng nhiều càng tốt và lắp đặt các thiết bị lọc hiệu quả. .
1. Thực hiện các biện pháp tích cực để giảm hàm lượng sóng hài của thiết bị điện tử công suất
Việc giảm hàm lượng sóng hài chủ yếu từ chính bộ chuyển đổi, thông qua thiết kế cấu trúc của bộ chuyển đổi và bổ sung chiến lược điều khiển phụ trợ để giảm hoặc loại bỏ sóng hài. Các công nghệ chính hiện đang được sử dụng là:
1) Công nghệ bộ chuyển đổi đa xung Đối với các thiết bị điện tử công suất lớn, bộ chuyển đổi 6 xung ban đầu thường được thiết kế như một bộ chuyển đổi 12 xung hoặc một bộ chuyển đổi 24 xung để giảm nội dung dòng hài trên phía AC.
2) Ý tưởng cơ bản của công nghệ điều chế độ rộng xung là điều khiển từng thời điểm chuyển đổi của dạng sóng đầu ra PWM để đảm bảo tính đối xứng của một phần tư dạng sóng. Biên độ điều hòa cần loại bỏ bằng 0 và biên độ cơ bản là đại lượng đã cho, để loại bỏ sóng hài được chỉ định và điều khiển biên độ cơ bản.
3) Công nghệ bộ chuyển đổi đa cấp cho các bộ chuyển đổi điện tử công suất khác nhau áp dụng nhiều phương pháp chuyển pha, điều khiển tuần tự và phương pháp điều khiển không đối xứng để nhân dòng điện hoặc điện áp sóng vuông, sao cho dòng điện hoặc điện áp do bộ chuyển đổi tạo ra ở phía lưới điện xoay chiều là sóng bước gần như hình sin, và duy trì một mối quan hệ pha nhất định với điện áp cung cấp điện.
2. Cài đặt bộ lọc nguồn để cải thiện hiệu suất lọc
(1) Bộ lọc nguồn thụ động
Bộ lọc công suất thụ động (PPF) bao gồm mạch điều chỉnh LC bằng tụ điện và cuộn kháng, có thể cung cấp đường dẫn điện trở thấp song song cho các sóng hài trong hệ thống và đóng vai trò lọc. Đồng thời bù được công suất phản kháng và nâng cao hệ số công suất. Do cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, tổn thất vận hành thấp và yêu cầu kỹ thuật thấp, PPF đã trở thành một thiết bị thông dụng để cải thiện chất lượng điện năng. Tuy nhiên, do nguyên nhân về cấu tạo và nguyên lý nên thiết bị lọc thụ động để giải quyết vấn đề sóng hài cũng có một số khuyết điểm khó khắc phục như: chỉ lọc được sóng hài riêng, dải bù sóng hài hẹp, công suất quá tải nhỏ, hệ thống trở kháng và tần số thay đổi của khả năng thích ứng kém, kém ổn định, khối lượng lớn, tổn thất lớn, v.v.
(2) Bộ lọc năng lượng hoạt động
Nó có thể loại bỏ sóng hài bằng cách phát hiện dòng điện hài trong lưới điện, sau đó điều khiển mạch biến tần để tạo ra thành phần dòng điện bù tương ứng và đưa vào lưới điện. APF có thể được chia thành loại nối tiếp, loại song song và loại kết hợp song song nối tiếp tùy theo chế độ kết nối khác nhau với hệ thống. APF song song chủ yếu thích hợp để bù hài của tải nguồn dòng điện cảm ứng, APF nối tiếp chủ yếu được sử dụng để loại bỏ ảnh hưởng của tải nguồn hài kiểu điện áp như mạch chỉnh lưu diode có tụ điện trên hệ thống, APF song song nối tiếp có chức năng nối tiếp và APF song song.
Tình trạng ô nhiễm sóng hài ngày càng nghiêm trọng đã làm dấy lên sự quan tâm lớn từ các phía. Với sự hiểu biết sâu hơn về sóng hài, các phương pháp hiệu quả hơn sẽ được tìm thấy để triệt tiêu và loại bỏ sóng hài, và các tiêu chuẩn quản lý sóng hài hợp lý hơn sẽ được thiết lập. Để đạt được hiệu quả triệt tiêu sóng hài tốt hơn, tải nguồn sóng hài khác nhau nên sử dụng cấu trúc tương ứng của thiết bị lọc, chẳng hạn như APF công suất cao theo tầng, APF thông minh dựa trên DSP và các dấu hiệu nghiên cứu khác cho thấy tổn thất thấp, công suất cao, tần số cao, thông minh APF là hướng phát triển của nó.