近年來，電能質量綜合補償器的開展十分疾速，主要表現在以下幾個方面。

1.電能質量控制的根底理論研討方面

(1)畸變波形下電能質量含義的研討。

(2)電能質量的界定辦法與評價體系的研討。

(3)各功率成分的定義及物理意義的研討。

2.電能質量的檢測及應用儀器和設備方面

(1)研討不同干擾條件下電能質量的科學丈量辦法及相應的監測儀器和設備。

(2)針對各種電能質量指標均應有合理的計算剖析辦法，特別是針對不同干擾源的預測計算辦法及其誤差的預算等。

(3)樹立電能質量指標計算剖析程序和數據庫，及樹立電能質量控制安裝的系統仿真模型。

3.采用數字化控制技術方面

(1)可完成程序控制，改動控制辦法或計算辦法不用改動控制電路。

(2)可進步系統穩定性、牢靠性和靈敏性，同時系統普通可不受溫度影響。

(3)數字化控制安裝的反復性好、調試便當、便于批量消費。

(4)易于完成并聯運轉和智能化控制。

4.柔性交流輸電技術與柔性交流配電技術的開展與交融方面

基于電力電子技術的柔性交流輸電技術(FACTS)與直接效勞于用戶的柔性交流配電技術(DFACTS)相交融，不只能增強交流輸電系統的可控性和增大其電力傳輸才能，而且能增強供電的牢靠性和進步電能質量。

5.非電力電子技術電能質量控制器的開展方面

采用非電力電子技術手腕進步電能質量，包括應用新的拓撲改良電路構造，采用新的資料開發新器件等。

二、靜止同步補償器(STATCOM)應用趨向和前景瞻望

STATCOM是一種基于大容質變流器技術的動態無功補償設備，分離本身技術特性與輸電系統的需求，STATCOM在輸電系統中的應用有如下趨向。

(l)開關器件以IGBT為主。從運用的開關器件來看，已由初的強迫換相晶閘管、GTO開展到IGBT、IGCT等高性能復合器件。IGBT 器件近年來開展快，固然存在著器件串聯等技術難題，但良好的性能已成為IGBT器件應用的顯著優勢。

(2)主回路向鏈式構造開展。固然目前的STATCOM工程仍以多重化構造為主，但其接受系統不均衡才能有限，無法滿足輸電系統穩定運轉的請求，限制了它在輸電系統的推行應用;而鏈式構造的STATCOM具有分相可控，有利于處理系統的相間不均衡，無需多重化變壓器，防止復雜的IGBT串聯技術，易完成模塊化等顯著優點，曾經成為大容量STATCOM構造開展的方向之一。

(3)采用壓接IGBT串聯技術。

采用壓接IGBT串聯技術可大幅進步STATCOM安裝的集成度。與目前常用的焊接IGBT不同，壓接IGBT構造緊湊，運用壽命長，特別是運用中一旦呈現損壞失效呈現短路特性，無需復雜的旁路技術，不會影響其他器件的運轉，十分合適工程應用。該技術的打破為高集成度大容量STATCOM安裝的開發提供了可能。

(4)計劃設計向可挪動化方向開展。與同容量SVC相比，STATCOM更便于做成挪動式，能夠向系統緊急需求無功的地點快速轉移、裝置和投入運轉，滿足系統重新布置無功補償安裝的請求，這也成為STATCOM技術的開展趨向之一。

(5)STATCOM技術向規范化方向開展。目前，STATCOM技術范疇缺乏統一的規范標準，不利于技術的推行應用。STATCOM技術的規范化是工程化的必然趨向。

目前STATCOM拓撲構造的研討熱點在于模塊化多電平變流器和靜止同步補償器與變壓器停止一體化設計方面。控制算法研討熱點主要在于鏈式拓撲的電壓均衡控制、非理想電網狀況下的控制戰略以及在風力發電系統中的應用。

三、靜止式動態無功補償安裝(SVC)應用趨向和前景瞻望

近20年來，世界各地發作的由電壓不穩定和電壓解體引發的大面積停電事故惹起了各國的高度注重，這些事故都促使人們采取各種措施以維持電網穩定。

采用靜止無功補償器(SVC)是處理上述問題的有效措施之一。SVC技術在全世界的輸配電系統中得到了普遍應用，它在進步電網穩定性以及改善配電系統的電能質量等方面發揮了重要作用，是目前各國普遍采用的先進適用技術，可作為電力系統的戰略防御手腕。

基于TCR的SVC，固然可以快速抑止電壓動搖，節約能源，平滑的控制無功負荷的允許動搖，但波形呈鋸齒形，是一個很大的諧波源，而且還必需和FC同時運轉，這些缺陷限制了它的開展。

近幾年，俄羅斯、烏克蘭、中國和巴西開端運用磁控電抗器(Magnetically Controlled Reactor-MCR)。磁控電抗器與TCR不同，可控硅元件的功率和工作電壓僅為電抗器額定功率和電壓的0.5%左右，與普通雙繞組變壓器類似。現代電網的無功補償，正向著優化、動態戰爭滑調理方向開展，用基于MCR的SVC改造和建立電網的無功補償，是進步電網電壓質量，降低線損，進步電網穩定程度的積極、有效、可行的措施，有著寬廣的開展前景。

四、無源濾波器(PPF)應用趨向和前景瞻望

無源濾波器是目前應用為普遍的電網諧波管理安裝，隨著科學技術的不時開展，由無源濾波器和有源濾波器分離組成的混合型濾波器(Hybrid Active Power Fiher 簡稱HAPF)也漸漸進入到實踐工程應用范疇，它統籌了無源濾波器本錢低和有源濾波器性能好的優點，具有很好的開展前景。

并聯型APF和并聯LC濾波器組合成的并聯混合型APF，由Takeda等人于1987年提出。該構造中，LC濾波器承當大局部諧波和無功電流補償的任務，APF的作用是改善整個系統的性能以及抑止LC與電網阻抗之間可能發作的諧振。H.Fiijita等人于1990年提出的APF與LC濾波器串聯，再并聯到電網的并聯混合型APF。該構造中，諧波和無功電流主要由LC濾波器補償，而APF經過注入諧波電壓使得LC支路對諧波呈現低阻抗，從而改善LC濾波器的濾波特性，克制LC濾波器易與電網阻抗發作諧振的缺陷。這種拓撲構造存在的缺乏是補償的無功電流將經過稱合變壓器流入APF，故不適用于同時補償大容量無功調和波的場所。F.Z.Peng等人于1988年提出的串聯混合型APF拓撲構造。該構造中，APF對基波呈現低阻抗，但對諧波呈現高阻抗，迫使諧波電流流入LC濾波器。

注入式并聯混合型APF是為降低APF容量而提出的另一種拓撲構造。該構造因具有能降低安裝有源局部基波分壓、減少有源局部容量等優點，近些年來得到了較大的關注。

除了上述幾種拓撲構造外，國內外學者還提出了幾種混合型APF拓撲構造，這些計劃將不同變流器停止組合，其中一個主要擔任補償無功，而另一個主要擔任補償諧波，從而充沛發揮不同器件所構成的安裝的特性。

在工程理論中，普通是依據經歷來設計無源濾波器的，沒有對其參數停止優化。近年來，有一些學者提出了基于多目的遺傳算法的無源濾波器優化設計辦法，這種辦法比擬全面的思索了無源濾波器設計中存在的問題和影響要素，以無源濾波器的初始投資、無功補償容量、濾波效果等作為優化目的，設計出的無源濾波用具有較好的綜合性能。

五、有源濾波器(APF)應用趨向和前景瞻望

有源濾波器(APF)在國內市場的大范圍應用，依然面臨電力電子器件的價錢與高壓場所下應用這兩方面的應戰。

IGBT作為功率半導體器件的器件，普遍地應用于可再生能源發電、智能配電與控制、散布式發電、電力牽引等范疇，成為節能技術和低碳經濟的主要支撐。

固然國外的IGBT產業獲得了很大停頓，但令人嘆惋的是，我們國度目前并未構成本人的IGBT產業，目前我們運用的IGBT管子全部是進口購置的。我國只能進口國外IGBT芯片，本人停止少量封裝。進口期件過高的價錢也成為了抑止電力電子設備大范圍商業化應用的主要要素之一。

APF的補償形式比擬靈敏，如僅僅補償負載電流中的諧波重量、同時補償負載電流中的諧波和無功重量、補償電網電壓中的諧波等等。當然，較大的系統容量使得APF比PPF的本錢高，接入高壓電網時需求運用升壓變壓器也限制了APF在高壓大功率場所的應用。因而，市場上現有的APF產品主要應用于低壓配電網。

隨著諧波污染的惡化，國度將增強對諧波污染的處分力度，并出臺更為明白的法規。受此推進，APF的市場需求將會顯著增加。

將來有源濾波器技術的開展將主要依賴于電力電子器件的開展、新的諧波檢測算法與控制算法。

電力電子器件方面，超大功率、超快速、模塊化、智能化是IGBT開展的方向。同時，隨同著IGBT國產化的加速推進，其性價比也將得到大幅的提升。

諧波電流檢測算法方面，為理解決瞬時無功功率理論在單相系統中難以應用的問題，呈現了所謂的自順應噪聲消弭辦法(ANC)。此外， [[i]][[ii]][[iii]][[iv]]將人工神經網絡理論與信號處置中的自順應噪聲抵消技術相分離，提出了基于神經網絡的自順應諧波電流檢測辦法。目前這些辦法大多處于仿真研討階段。

控制算法方面，針對常用的PI算法，近年來，有學者提出了一種針對非直流信號的積分器——廣義積分器，遭到國內外學者的注重。

調制算法方面，鑒于滯環控制存在上述缺陷，以優化開關頻率和減小穩態誤差為動身點，國內外學者提出了各種改良的滯環控制辦法。

隨著控制理論的開展，滑模變構造控制、含糊控制 [[v]][[vi]]、神經網絡控制 [[vii]][[viii]][[ix]][[x]]和專家系統 [[xi]]等智能控制辦法在也被嘗試應用在APF控制中，這些智能控制辦法很少有單獨應用的，多數都是與其他控制相分離，以改善APF的控制性能，是APF控制技術將來的一個開展方向。

六、動態電壓恢復器(DVR)技術剖析

依據應用場所不同，DVR可分為中壓DVR和低壓DVR。中壓DVR應用于三相三線電力系統，而低壓DVR應用于三相四線電力系統。關于不均衡電壓暫降，中壓DVR只需補償正序和負序電壓，而低壓DVR還需求額外補償零序電壓。

動態電壓恢復器能夠串聯在敏感負荷與系統電源之間，避免系統電壓干擾形成敏感負荷工作異常。

目前對動態電壓恢復器的研討主要是軟件的研討，包括：電壓檢測辦法的研討和補償戰略的研討。

DVR具有良好的補償功用，關于抑止動態電壓發作跌落有較好的效果。要使其發揮功用，需運用科學合理的檢測辦法快速且無偏向的檢測出需求補償的電壓信號。依照擾動特征量提取辦法的不同，可將電壓跌落的檢測辦法分為：缺損電壓法和基波重量法、小波變換法、峰值電壓法、基于瞬時無功功率理論的dq變換辦法，pqr變換法等。

DVR的補償戰略需求滿足在電網電壓跌落后維持負載電壓的幅值不變，常用的補償戰略有：跌落前電壓補償法、同相電壓補償法和小能量補償法。

七、固態切換開關(SSTS)技術剖析

傳統的SSTS系統由一組電力電子器件組成，能夠快速完成電能的傳輸由一路電源向另一路電源的轉換。但是，電力電子器件不是單純的傳導元件，電流的持續流過必然招致大量的能量損耗以及對附加冷卻設備的需求，從而致使了綜合效率的降低和本錢的進步。

為此引入混合型開關的概念，經過機械開關和電力電子器件的并聯完成無中綴供電。在系統正常運轉時，電能由機械開關保送給用戶;當執行動作指令時，機械開關斷開，電力電子器件同時動作，電能由電力電子開關保送給用戶，電流過個零點時，應用電子器件的特性將其截斷，動作時間不超越1/4周期。

這樣，就能夠經過幾路由混合開關控制的輸電途徑構成的SSTS系統，完成無中綴供電，維護用戶的用電質量。這種全新的SSTS系統不只保證了向用戶的高質量供電，同時具有構造緊湊、裝置面積小、綜合效率高的特性，適用于有較高供電質量請求的用戶。SSTS的研討勢必補償國內電力行業SSTS系統的空白，使其成為處理配電網電能質量問題的有效手腕。

電能質量管理技術剖析

電能質量遭到本身和大電網的雙重影響，并且因電力電子安裝的大量運用，使得微網的電壓和電流波形呈現畸變。其中，突出的問題在于諧波電流的污染和電壓的動搖閃變。微電源之所以會給大電網帶來許多諧波，一方面由于某些微電源本身構成諧波源，另一方面是微電源需求經過電力電子安裝接入大電網。若微電源直接發出基頻交流電，則其直接與系統相聯;若微電源發出直流電或高頻交流電，則經過逆變器與系統相聯。

鑒于微網系統中的諧波大多數是由于電力電子技術的逆變整流單元和某些非線性負荷惹起，而管理諧波污染的實質在于降低或者濾除流經系統的諧波電流，從而將其控制在電力系統允許的范圍內，因此對諧波的管理從諧波源處思索有兩種辦法：其一，在產生諧波的中央將諧波電流停止就地吸收處置;其二，在源頭處抑止諧波電流的產生。

微網中呈現的諧波問題一定水平上請求經過電力濾波安裝來處置，抑止諧波的手腕普通分為 LC 無源濾波器和有源濾波器(APF-Active Power Filter)以及二者的組合混合濾波器(HPF-Hybrid Power Filter)。

電力系統的無功均衡需求電壓來維持，因此要改善微網中的電壓動搖和閃變問題，主要依托各種無功補償措施。常用的無功補償安裝主要有靜止無功補償器(SVC)和靜止無功發作器(SVG)。

對諧波諧振現象的抑止措施除了裝置有源濾波器及補償設備的普通性辦法以外，還能夠從改善網絡環境的角度動手。一切微電源的逆變器應該都具備2種功用：消極的“諧波電壓阻尼”(harmonic voltage damping)功用與積極的諧波電流補償(harmonic current compensation)功用。前者經過控制回路的約束讓逆變器在一切階次的諧波電壓面前都表現為強電阻性阻抗，后者則在檢測到左近的設備發出諧波電流時啟動。經過這2個改良能夠使微網整體表現為對諧波的強阻尼環境，從基本上消弭諧波諧振現象的產生條件。