现场测试的工业变频器和中频感应加热电源网侧电流及其频谱图，由图可见，它们对电网具有严重的谐波污染作用(31)。其它非线性电气设备同样具有相似或其它特征的谐波污染能力(32)。
谐波对供电系统的危害已经引起了人们广泛的重视。许多国家及地区已经制定了各自的谐波标准。我国也分别于1984年及1993年通过了“电力系统谐波管理暂行规定”及GB/T-14549-93标准，用以限制供电系统及用电设备的谐波污染(10,11)。
2.2谐波的治理
对谐波的治理，传统的方法主要采用被动式的无源电力滤波(PPF, Passive Filter)技术，相对于成熟的信号滤波它的主要区别在于它要处理能量和滤波器阻抗的不匹配性。随着电力电子、自动控制和高速计算机等技术的迅速发展，有源电力滤波(APF, Active Filter)成为电力系统治理谐波的主要方法。APF通常要对电网和/或负载的谐波进行实时计算，通过不同的控制方案，利用高频逆变器进行谐波功率放大后，将不同补偿目的点的谐波电压、谐波电流抑制到足够小的水平。与无源电力滤波器(PPF)相比，APF具有下列优势[1～8]:
①不会因制造误差、设备老化、电网频率变化造成滤波效果下降;
②不容易与电网产生谐振，而且具有谐振抑制作用，不会造成谐波放大;
③可以仅仅对谐波进行抑制而不引入大的无功，或兼有谐波补偿和无功补偿功能;
④适应于多种性质(阻、感、容性)的负载，并可利用现有无功补偿设备容量;
⑤具有处理复杂频谱谐波的能力。
4有源滤波的高压大功率技术(2,14,17)
当前电力电子技术对电力系统应用的一个最新发展动向是中高压大功率应用技术。中高压大功率系统，是电力系统一般现实，如6kV甚至更高等级电压是广泛存在的。这一方面依赖于高压大功率器件的发展;另一方面，在电路结构上，变压器电压等级变换是常用的办法，但目前，一种称为“多电平变流器”的拓扑结构对电力电子(有源)装置的高压大功率应用具有重要的现实意义。
多电平变流器的优点是:降低单个功率管耐压和功率、输入和输出谐波随级数增加而减小(一般5～9级就可得到满意的输入输出纯度)、无须变压器或输入/输出滤波、适合于高压大功率应用等。
多电平变流器有许多拓扑，如中线箝位三电平、二极管箝位多电平、电容器箝位多电平以及组合式和叠层式等。其中，叠层结构的多电平变换器，是将多个单相逆变器串联构成多电平变换器，其结构原理图如图12所示。
还有所谓“混合调制”的多电平变换器，即采用高压大容量低频(如GTO)器件与较高速度而耐压和容量较低(如IGBT)器件组合，充分利用各自特点的方法以简单的拓扑实现更高电压和容量的能量的有源控制。
5 APF应用简介
浙江大学电气学院对电力有源滤波器进行了多年的深入研究，在理论、新结构，特别是在应用技术等方面取得了一系列成果。在国内外重要杂志、会议发表相关论文近四十篇。
研制了我国第一台工业现场实用、功率较大(50kVA)的串联混合有源滤波器示范样机，用于狭义谐波抑制。通过长期严格运行试验，结果表明:性能良好、运行可靠。以下就此装置简要加以介绍。该装置的原理方框图、整机和主要电路的实物照片分别示于图13、图14。
上述50kVA串联HAPF装置安装于某一重要工业现场，实现对变频调速装置产生的谐波进行补偿。安装HAPF系统前、仅安装无源装置和串联HAPF投入运行的三种情况下，同一台非线性负载的向电网吸取的电流波形分别示于图15、16和17。部分测试数据如表2所示。
测试对象:变频器编号P-1032/1，容量50kVA/33.5kw
测试负载工况:f=27.15Hz，6.6A RMS, 4.6A HM, 78% THDi_R,123% THDi_F
图15～17和表2测试结果表明:
*谐波抑制效果十分显著;
*峰值电流大幅度下降;
*有效值电流显著下降;
*大范围负载变化下的功率因数改善。
6结论
本文讨论的有源滤波具有广义性，具有多项电能质量调整和控制功能，它由电力电子装置组成，是FACTS的重要内容。本文对有源滤波装置的谐波抑制、无功补偿、谐振阻尼、电压补偿和电力电子装置的高压大功率应用等原理进行了介绍。并介绍了一台混合有源滤波器实验样机在工业现场应用结果。
有源滤波装置对电能质量多功能控制的能力，并已达到处理数kV电压和MVA级功率的水平。大力发展电力电子技术(有源)装置在电力系统中的应用的时机已趋成熟，加紧对此研究和推广应用，必将对提高电力系统的可控性和电能质量带来巨大作用。
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