Методы понижения несинусоидальности напряжения можно поделить на три группы:

а) схемные решения:  выделение нелинейных нагрузок на отдельную систему шин;  рассредоточение нагрузок по разным узлам СЭС с подключением параллельно им электродвигателей,  группирование преобразователей по схеме умножения фаз,  подключение нагрузки к системе с большей мощностью,

б) внедрение фильтровых устройств,  включение параллельно нагрузке узкополосных резонансных фильтров,  включение фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ)  применение фильтросимметрирующих устройств (ФСУ),  применение
быстродействующих статических источников реактивной мощности (ИРМ), содержащих ФКУ,

в) применение специального оборудования, характеризующегося пониженным уровнем генерации высших гармоник  внедрение «ненасыщающихся» трансформаторов,  применение многофазных преобразователей с усовершенствованными энергетическими показателями.

Развитие элементной базы силовой электроники и новых способов частотной модуляции привело к созданию в 70-х годах нового класса устройств, улучшающих качество электроэнергии –
активных фильтров (АФ). Сразу появилась систематизация активных фильтров на поочередные и параллельные, также на источники тока и напряжения, что привело к получению 4 базисных схем.

Любая их 4 структур (рис 1. 6) определяет схему фильтра на рабочей частоте: ключей в преобразователе и вид самих ключей (двунаправленный либо однонаправленный ключ). В качестве накопителя энергии в преобразователе, служащем источником тока (рис 1.а, г), употребляется индуктивность, а в преобразователе, служащем источником напряжения (рис
1. б, в), употребляется емкость.

Набросок 1. Главные типы активных фильтров: а — параллельный источник тока; б — параллельный источник напряжения; в —  поочередный источник напряжения; г — поочередный источник тока

Понятно, что сопротивление фильтра Z на частоте w равно

При ХL = ХC либо wL = (1/wС) на частоте w наступает резонанс напряжений, значащий, что сопротивление фильтра для гармонической и составляющей напряжения с частотой w равно нулю. При всем этом гармонические составляющие с частотой w будут поглощаться фильтром и не просачиваться в сеть. На этом явлении основан принцип построения резонансных фильтров.

В сетях с нелинейными нагрузками появляются, обычно, гармоники канонического ряда, порядковый номер которых ν  3, 5, 7, . . ..

Набросок 2. Схема замещения силового резонансного фильтра

Беря во внимание, что XLν = ХL, ХCv = (XC/ν), где XL и Xc – сопротивления реактора и конденсаторной батареи на основной частоте, получаем:

Таковой фильтр, который, кроме фильтрации гармоники, будет генерировать реактивную мощность, и восполнить утраты мощности в сети и напряжения, носит заглавие
фильтрокомпенсирующего (ФКУ).

Если устройство, кроме фильтрации высших гармоник, делает функции симметрирования напряжения, то такое устройство именуется
фильтросимметрирующим (ФСУ). Конструктивно ФСУ представляют собой несимметричный фильтр, включенный на линейное напряжение сети. Выбор линейных напряжений, на которые подключаются фильтрующие цепи ФСУ, также соотношения мощностей конденсаторов, включенных в фазы фильтра, определяются критериями симметрирования напряжения.

Из вышесказанного следует, что устройства типа ФКУ и ФСУ действуют сразу на несколько характеристик свойства электронной энергии (несинусоидальность, несимметрия, отклонение напряжения). Такие устройства для увеличения свойства электронной энергии получили заглавие функциональных оптимизирующих устройств (МОУ).

Необходимость в разработке таких устройств появилась в связи с тем, что резкопеременные нагрузки типа
дуговых сталеплавильных печей вызывают одновременное искажение напряжения по ряду характеристик. Применение МОУ позволяет комплексно решать делему обеспечения свойства электроэнергии, т.е. сразу по нескольким показателям.

К категории таких устройств относятся быстродействующие статические источники реактивной мощности (ИРМ).

По принципу регулирования реактивной мощности ИРМ можно поделить на две группы:
быстродействующие статические источники реактивной мощности прямой компенсации, быстродействующие статические источники реактивной мощности косвенной компенсации. Структуры ИРМ представлены соответственно на рисунке 3, а, б. Такие устройства, владея высочайшим быстродействием, позволяют снижать колебания напряжения. Пофазное регулирование и наличие фильтров обеспечивают симметрирование и понижение уровней высших гармоник.

На рис. 3, а представлена схема прямой компенсации, где «управляемым» источником реактивной мощности является коммутируемая при помощи тиристоров конденсаторная батарея. Батарея имеет несколько секций и позволяет дискретно изменять генерируемую реактивную мощность. На рис. 3, б мощность ИРМ изменяется при помощи регулирования реактора. При таком методе управления реактор потребляет излишек реактивной мощности, генерируемой фильтрами. Потому метод носит заглавие
косвенной компенсации.

Набросок 3. Структурные схемы функциональных ИРМ прямой (а) и косвенной (б) компенсации

Косвенная компенсация имеет два главных недочета: поглощение излишка мощности вызывает дополнительные утраты, а изменение мощности реактора при помощи угла управления вентилей приводит к дополнительной генерации высших гармоник.