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              諧波治理市場發展現狀及趨勢

              20世紀20年代末,人們開始注意到電力系統非線性負載會產生諧波。20世紀50年代,隨著科學技術的進步,大量非線性負載給電力系統帶來了嚴重的諧波干擾。20世紀70年代以來,由于諧波所造成的危害日趨嚴重,世界各國對諧波問題都予以充分的關注,國際上召開了多次有關諧波問題的學術會議。最近40年,世界各國對電力系統諧波問題的研究已超過了電力系統自身的研究范疇,并且取得了前所未有的發展。

              20世紀70年代前,諧波治理處于無源濾波器(PF:PassiveFilter,也稱濾波器)時代。作為無源濾波器的LC濾波器,由濾波電容器、濾波電抗器和電阻器適當組合而成。因為其具有結構簡單、設備投資少、運行可行性高、運行費用較低等優點成為應用最多的諧波補償裝置。但其工作原理決定其存在固有缺陷。

              首先,諧振頻率依賴于元件參數,因此只能對主要諧波進行濾波,且LC(電容和電抗)參數的漂移會導致濾波特性改變,使濾波性能不穩,難以保證濾波效果。其次,只能抑制按設計要求規定的諧波成分,有時由于高次諧波的成分復雜,必須同時加入多個濾波電路,使整個無源濾波裝置的體積增大、損耗增加;同時考慮到成本問題,不能僅靠增加無源濾波器數量來提高濾波效果。最后,電網中的某次諧波電壓可能在LC網絡中產生很大的諧波電流。

              20世紀70年代后,諧波治理進入有源濾波器(APF:ActivePowerFilter)時代。諧波源一般為非線性負載,如整流器等,供電系統一般為保護對象。與無源濾波器相比,APF是一種主動性型的補償裝置,具有較好的動態性能。特別是基于電壓源型的APF,結構簡單、質量輕、損耗小、價格便宜以及容易實現多重化,從而降低開關器件的開關頻率。因此,在工業領域,這種APF,通常被考慮為優先研發的應用項目。當前,有源濾波器(APF)應用于用戶端電力諧波抑制,被認為是最有效的抑制諧波的方法。

              二、諧波治理市場規模

              根據國家統計局公布的數據,2014年度我國電網新增電力約為10251萬千瓦。電力網絡中使用的大量非線性負荷,產生了大量的諧波,諧波含量約占10%左右,且這些諧波絕大部分沒有得到有效的治理。

              若按照13%(2014年統計數據)的諧波治理比例(即諧波治理容量為諧波容量的13%),則諧波治理容量約為92萬千瓦,對應的諧波治理設備市場規模為10.05億元(治理成本按照1093元/千瓦測算)。據中國電源工業協會統計數據顯示,從2010年-2014年,我國諧波治理設備市場規模從2.87億元上升到10.05億元,年均復合增長率37%。未來諧波治理設備市場仍將持續高速增長,預計到2020年市場規模將達到17.8億元。

              圖1 2010年-2020年諧波治理市場規模(單位:億元)

              數據來源:中國電源工業協會統計2015.10

              有源濾波設備占據諧波治理市場的主要部分,市場規模也會隨著諧波治理市場規模的增長呈現快速增長的趨勢。根據協會統計數據顯示,有源濾波設備市場規模從2010年的2.78億元增長到2014年的9.74億元,年復合增長率達到36.8%。預計到2020年將達到17.24億元,未來5年的年復合增長率14.73%。



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