諧波電壓

隨着電力電子技術的發展，各種變頻器、開關電源、UPS和電子鎮流器等電力電子裝置應用日益增多，它們所產生的電網諧波污染引起了人們的重視。上述電力電子裝置的整流電路直流側均採用大電容進行濾波，因此，這類電力電子裝置從本質上講屬於電壓源型諧波源，在這個諧波電壓源作用下，其交流側輸入電流波形會有嚴重畸變，使大量的諧波電流注入電網，給電力系統帶來嚴重的諧波污染 ^[1]  。

目前用來檢測諧波的方法中應用較多的有窄帶濾波器選頻法和快速傅立葉分解法，但前者硬件實現困難而且該方法也有許多缺點，如濾波器的中心頻率對元件參數十分敏感，受外界環境影響較大，難以獲得理想的幅頻特性和相頻特性，精度難以保證；後者計算算法複雜，會產生頻譜泄漏誤差，不同頻率的諧波之間也有干擾，並且當電壓波形畸變時將帶來較大的非同步採樣誤差，對高次諧波的檢測精度影響較大 ^[2]  。

輸電和配電系統是運行在固定頻率的正弦波電壓和電流波形下，但是當非線性負荷—如晶閘管整流器、變頻器和電弧爐接入系統後，會產生大量的諧波電流，從而導致電壓和電流的畸變，諧波濾波器是抑制電網電壓和電流畸變的最好辦法 ^[3]  ，諧波濾波器使電力電源更加強壯。

諧波畸變問題正日益增長為公共問題，具有諷刺意味的是諧波的產生可以追溯到“電子革命”。現代電力電子控制設備比傳統控制有很多優勢，被廣泛地用於工業系統，但是它最大的弊端就是也會產生大量的諧波。

問題主要由3次、5次、7次、11次和13次諧波引起。

高頻諧波電流常常會產生意想不到的問題：會使變壓器、電纜和其它電力元件產生附加熱損耗；造成控制、保護和測量系統的功能異常，通信和數據網絡也因此受到諧波干擾。

當電網內有無功補償電容器時問題尤其嚴重，因電容器組和系統自身的電感可能在某個諧波頻率下形成並聯諧振迴路，造成諧波的放大，使諧波電壓超過了大多數應用場合的允許值。

隨着無功功率電費的增加，採用無功補償變為經濟上的必要。無功補償設備的投資通過減少電費成本僅在12~36個月就可以收回。在許多國家，涉及供電質量的法規都嚴格規定了畸變量的允許值限制。

濾波器保持系統“純淨”

諧波濾波器組是解決電壓、電流畸變問題的最佳方案。由電容器、電抗器和電阻組成的濾波器迴路向諧波提供了一個電網以外的低阻抗通道，畸變可以減小到一個要求的水平。可以採用單調諧、雙調諧和高通濾波器組。對於基波頻率（50或60Hz）來説，濾波器如同電容器向電網提供無功功率，是一個傳統意義上的電容器組 ^[4]  。