由于中国的工业起步较晚，产生高次谐波的电力设备不多，电力设备对电能质量的要求也不高，故在十几年以前的电气设计当中，很少设计到谐波，更不用说要做谐波处理了。但是随着我国工业的发展，不管是工业还是民用上，各种各样的电力设备出现如工业中的整流器、家庭中的空调、微波炉等等，而且现在的电力设备对电能质量要求越来越高，那么谐波的处理在今天就显得尤为重要。
谐波对公用电网和其他系统的危害: 使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗, 影响各种电气设备的正常工作, 引起公用电网局部的并联谐振和串联谐振, 导致继电保护自动装置和电气测量仪表出错, 对邻近的通信系统产生干扰
说简单直接一点,有源滤波器就是需要有电源输入,需要提供额定的电压,或者有一些电调滤波器可以根据输入电压的变化决定滤波器的通带。
谐波计算是一个非常困难的问题，往往工程计算的谐波计算值和实测的相差甚远（因为电力系统中的谐波源太多和不明确），因此在很多工程前期的电气设计当中，有源电力滤波器的选择不能依靠工程计算的方法选择，顶多只能作为一个参考，只有等到实际运行过后，通过实测系统中的谐波值，具体选择有源电力滤波器，但如果我们知道系统中的谐波源或者有参考值，我们就可以通过计算，得到相对准确的数据来选择有源电力滤波器。



随着电力电子技术的发展，非线性负载的使用越来越普遍，产生的谐波对电网的危害日益严重，若不加以控制，将会严重影响整个电网的安全运行，所以对电网谐波进行补偿越来越重要。有源电力滤波器是一种新型的谐波及无功电流动态补偿装置，与传统的无源LC电力滤波器相比，具有响应速度快、补偿效果好、动态补偿等优点。




一、大趋势——节能与供电质量
1、电力需求总量短缺、局部过剩；非线性、冲击性和不平衡用电负荷大量增加，使电网的电能质量恶化；基于计算机、微电子控制技术的设备、装置和生产线不断增加，使电网中许多负荷对电能质量异常敏感，电能质量某些指标的短时间（可以短至1～2周波，即20～40 ms）不正常就会造成严重事故，一次损失可达百万美元数量级。用电系统的优化、安全运行与节能降耗成为主题；节能并不是要求用能单位通过降低产能减少能源消耗量，而是要求用能单位加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，更加有效、合理地利用能源。《节能法》对所有用能单位的节能管理制度，要求“制定并实施节能计划和节能技术措施”，“强制性节能标准”（包括用能产品、设备能源效率标准和高耗能产品的单位产品能耗限额）
2、节能投资效果远高于能源开发投资节电与发电投资对比：节电能力投资-1000~2000元/kW；新增煤炭供应、发电及输配投资：～10000元 / kW，新增发电投资是节电投资的5～10倍 ；
3、未来国内节能的主要途径为：采用变频调速等新技术促进电机节能；改善电能质量，提高电能的利用率；大力发展特高压电网；加强现有电厂设备改造，提高能源使用效率；积极鼓励新能源开发利用。
4、改善电能质量，对于“节能减排”来说意义重大，特别适用于冶金、电力、煤矿、有色金属、电气化铁路等重点耗电行业和用电大户，有针对性地抵消电力传输系统中的无功功率和谐波，提高电网的传输能力，节能降耗。
二、影响因素
1、政策环境谐波治理与环境污染治理相似,政策法规具有重大的推动作用.目前,我国针对谐波治理,颂布的标准和规定主要有： 1984年《电力系统谐波管理暂行规定》 1993年《电能质量，公用电网谐波》GB/T-14549-93标准 2007年〈电网运行规则（试行）〉 另外，〈供电营业规则》，《电网调度管理条例》对谐波治理也作出了相关的规定。 相应标准和规定的出台，表明了国家对谐波治理逐渐开始重视，也起到了一定的促进作用，随着谐波污染的恶化，国家将加在对谐波污染的处罚力度，并出台更为明确的法规。
2、经济环境 在过去的几年，我国工业，建筑，电力，通信等行业的投资和发展速度都在持续加大。仅以电力行业为例，2004年电力投资在1000亿元，2005年达到400亿元，增长了40%，“十一五”期间，潜在谐波源也在不断增多，谐波污染表现出扩大和加深的态势，这也会拉动电力滤波器的市场增长。
三、改善电能质量效益
1、技术效益： 变化型：各种指标的改善，可以用不同标准限值衡量 事件型：严重度降低、事件数量减少
2、经济效益：节能降耗、减少投资、增加产量、提高产品质量
四、电能质量变化的经济评估
（1）有功功率损耗和电能消费的增加；
（2）缩短电气设备的使用寿命；
（3）使无功功率消耗增加，恶化功率因数；
（4）加大供电系统设备容量，增大系统的投资；
（5）使产品的质量降低、数量减少；降低劳动生产率以至破坏生产设备和工艺过程。 （6）造成产品的直接损失（主要是指停产造成产量减少）；
（7）与劳动相关的损失，例如工作人员空闲、加班费、清理以及检修费用；
（8）附加费用，例如设备损坏、失去商机费以及货物延误交付的罚款等，求出一次扰动的损失费，对于经济分析，往往可以从瞬时断电的损失费出发，事件次数的期望值利用SARFI指标（System Average RMSVariation Frequency Index），即在一定时间（例如一年）内电压暂降的幅值低于门限值的频度统计值，然后根据负荷特性，对于不同的暂降（暂降深度和持续时间），采用相应的权因子，就能求出电压暂降的费用，当发生电压暂降时，用于改善性能的解决方案范围很广，其费用和效益也各不相同，必须对不同可选方案的电能质量变化的经济影响和改善性所能需费用作评估。
（9）功率因数补偿电容器不能正常投入运行时，在6～10KV电网中如存在较大的谐波电压，则发生单相接地概率增加，同时由单相接地过渡到多相短路接地的概率也增加，关于工业电弧炉采用动态无功补偿后经济效益的估算，电压偏差大小对有些产品的电耗或生产率有明显的影响，电能质量的影响，除了以上所述内容以外，许多情况下需要结合电网、负荷和工程特点做更全面的量化比较。任何指标的改善，应计及技术措施的成本和运行费及其改善相应指标的效益。对于变化型指标，可以计算出相关设备上的功率损耗、使用寿命的缩短、容量利用率以及功率因数变化的经济效益，尽量计及对产品产量和质量的影响；对于事件型指标，应确定供电点SARFI指标，用户（设备）对相应扰动的敏感性，从而求出扰动造成的经济损失。电能质量的技术经济分析涉及很多因素，需要结合工程实际做大量深入细致工作，经全面分析比较后才能得到合理的最佳方案。
电能质量问题涉及的方面很广，这里也仅对其中的一部分做了介绍。大家现在更关心的是无功问题、电压跌落问题以及电压闪变问题，这些问题属于“急性病”，通过相关方法的治理，效果较为明显。谐波治理很容易导致大家的忽视，这样就为系统长期稳定运行埋下了隐患，因此为了保证系统可靠的运行，就需要充分了解到谐波的危害，并在早期进行治理，将可能出现的危害降低到最小，从而延长供电系统的寿命及提高系统的可靠性。 总的来说，解决电能质量问题最重要的是为了节能，降低线路的损耗、提高设备的寿命；可以使无功补偿装置可靠工作，节约电费开支；使整个供电系统达到一个环保的、高标准的环境运行。 六、河南森远电器股份有限公司简介公司创建于1992年，是国家原机械部、电力部定点生产高低压配电成套设备、隔离开关及元器件产品的厂家，是全国高压开关行业协会理事会员单位，中国输变电行业协会会员单位，国家重点高新技术企业，曾多次承担国家火炬计划、河南省高新技术产业化重点项目、河南省重大科技攻关项目、杰出人才创新资金项目，1998年通过ISO9001国际质量体系认证，2003年入选河南省首批制造业信息化重点示范企业，2005年获得国家电子商务专项资金支持。公司被国家科技部评为“火炬计划优秀高新技术企业”，被省政府评为“河南省优秀民营企业”、“河南省民营科技企业五十强”，2006年入选河南省百户重点企业。 公司概况： 公司专注于配电和输变电领域的新技术引进和新产品开发、制造，拥有高低压成套开关设备、高压元件、高压配件等9大系列、400多个品种产品。其中GZS1中置式开关设备、HXGN高压环网柜、GN系列高压隔离开关等产品技术性能在国内同行业处于领先地位。多项产品填补了国内空白，并获得省、部级奖励。公司制造的GZS1中置柜、YB箱变、XGW2开关站等十多种产品被评为河南省高新技术产品，其中GZS1中置柜、VSV户内高压真空断路器被评为河南省名牌产品，MNSS低压柜被评为河南省优质产品。GN系列隔离开关年销售量及市场占有率居全国第一。 2003年公司在郑州国家经济技术开发区购地150亩，建设“森源高科技产业园”，与俄罗斯、韩国、德国特瑞德和西交大合作，共同建设高低压配电和电力自动化领域的高科技电气研发平台。主要加工设备是从美国、德国、日本引进的具有世界先进水平的数控转塔式多工位冲床、数控折弯机、数控激光切割机、数控焊接机器人、数控综合加工中心等现代化加工设备。公司销售网络遍及全国二十多个省市自治区。 五、基本原理电力有源滤波器SAPF是通过监测实时谐波状况，在线计算出所含谐波分量，产生相应的控制信号，去控制可关断功率器件。一般是IGBT构成的逆变电路，产生所需补偿的电流谐波分量，并联接入产生谐波的主回路中，达到迅速的动态跟踪抑制谐波的效果。 河南森源电气生产的有源电力滤波器SAPF为谐波治理提供了完美的解决方案。SAPF采用自主研发的最新技术，快速准确地检测出谐波，并通过优秀的算法，控制IGBT实现对谐波的补偿。 SAPF还同时提供无功补偿的功能，可以为用户改善功率因数，提高用户用电质量。
断路器合闸后，SAPF首先通过预充电电阻对DC母线的电容器充电，这个过程是防止上电后对DC电容器的瞬间冲击。当母线电压Vdc达到额定值后，预充电接触器断开。 直流电容作为储能原件，通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。 SAPF通过外部互感器采集电流信号送至控制PCB的谐波分离模块，该模块将基波成分分离，将谐波成分送至调节和监测模块。该模块会将采集到的系统谐波成分和SAPF已发出的补偿电流比较，得到差值作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT逆变器将补偿谐波电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。
七、无缘滤波器与有源滤波器的对比
八、案例分析
1.通信机房谐波治理典型案例一
项目背景： 随着通信事业的迅猛发展，通信电源系统的规模也日益壮大，电源设备因不断地扩增而过于集中。某移动分公司使用了多套UPS和开关电源系统，UPS和开关电源是典型的三相非线性负载，这些非线性设备在使用过程中，会产生大量的谐波，从而导致电压、电流波型发生畸变，严重影响机房供电安全。
治理方案： 为了消除供电隐患，提高综合楼交流供电的安全性与可靠性，根据现场测量情况，鉴于产生的谐波次数的种类多，需采用有源电力滤波器（有源滤波器可以滤除多次数谐波电流）。我们对其滤波性能做了评估，效果非常明显。
治理效果：
补偿前总谐波含量58.2%，补偿后总谐波含量降至5.4%；5次谐波从补偿前50.7%降至补偿后5.4%；可见滤波器投入后，系统谐波得到了很好的抑制，提升供电系统的供电可靠性，消除了系统谐波对通信系统影响的隐患，收到了良好效果。
2.污水处理厂谐波治理典型案例（北京市高碑店污水处理厂）
项目背景：
某污水处理厂变电所负载主要由21台变频器组成，由变频器带动相应的电动机，功率分布情况为7台37kW、7台2.2kW、7台1.5kW。其中每三台为一组，共7组,每组分别是1台37kW、1台2.2kW、1台1.5kW，系统最多投入三组同时运行。由于全部都是变频器负载，变频器是一个非常大的谐波源，因此给系统带来很严重的谐波污染和谐波干扰，造成系统不能正常工作，经常性的烧坏电气元件，为了解决问题，必须进行谐波治理。 治理方案： 根据用户提供的资料，负载最多投入三组同时运行，那么最大运行的功率为（37kW+2.2kW+1.5 kW）×3=122.1 kW，谐波含量约为36 kW，因此我们选择50 kW的谐波治理装置。
治理效果：
运行有源电力滤波器前后，电网电流变化十分明显，达到了消除电流谐波、改善电源电压的目的。 九．结束语 电力滤波器污染的研究和治理，逐步形成了独立的理论体系与工程实践，形成一门前沿的分支学科一电力滤波器市场，随着我国工业规模的扩大，电力滤波器市场将保持良好的可持续增长。 由于时间因素、专业水平及应用经验的限制，本报告有诸多不全面，不深入之处，敬请指正。 谐波治理设备——有源滤波器SAPF