电力谐波是反映电能质量的主要指标之一。适应电能质量新要求，无源滤波器以其高可靠性、结构简单、大容量、低成本等优势，广泛应用于工业、交通行业。目前主要问题是无源滤波器参数不能连续调节，动态调谐滤波器运行机理有待进一步揭示，关键部件优化设计与实现存在困难，无法满足实际工程需求。深入研究电力谐波动态调谐滤波方法及优化设计具有重要的理论意义和工程应用价值。
　　本文按照理论研究——优化设计——试验与工程应用相结合的研究思路，展开电力谐波动态调谐滤波方法研究及优化设计。
　　主要工作和研究结果如下：
　　（1）针对无源滤波器存在参数不能连续调节、不能实现动态调谐问题，提出并研究了电力谐波动态调谐滤波方法。构建了动态调谐电力滤波系统及其谐波影响模型，揭示了电力变压器一次侧等效谐波电流与谐波源谐波电流之间的关系；提出了动态调谐滤波全调谐方法，从理论上指出实现全调谐的途径，使动态调谐电力滤波系统满足谐波治理国家标准；以电磁耦合滤波电抗器为核心部件，构建了动态调谐滤波器结构，分析了滤波、无功补偿和节能等原理，揭示了动态调谐滤波器具有谐波抑制和节能的双重特性；提出了动态调谐控制方法，实现动态调谐滤波；给出了动态调谐滤波器性能评价指标，实现对滤波器滤波性能的定量评价和验证；针对谐波源地域分散、谐波电流大或需要对多频次谐波电流治理等问题，配置多台动态调谐滤波器进行谐波治理，提出了分布式电力谐波抑制方法，实现了多点同时动态滤波。
　　（2）电磁耦合滤波电抗器是动态调谐滤波器的关键部件。针对传统铁芯电抗器电感量不可调问题，根据谐波治理需求，提出了一种新型的电磁耦合滤波电抗器结构设计方案。将单个绕组的铁心电抗器设计成具有一次电抗绕组和二次电抗控制绕组的电磁耦合电抗变换器，二次电抗控制绕组接入电力电子阻抗变换器，增加二次滤波绕组接入本体滤波器，构建了具有阻抗变换和谐波抑制特性的电磁耦合滤波电抗器（基本型电磁耦合滤波电抗器）结构；为适应大谐波电流抑制需要，构建了扩展型电磁耦合滤波电抗器结构。构建了阻抗变换数学模型，并仿真分析阻抗变换特性，揭示了电磁耦合滤波电抗器的电感量可调机理，即电磁耦合滤波电抗器相当于电感量可变的电抗器；分析推导出谐波数学模型，揭示了一次电抗绕组和二次电抗控制绕组间的阻抗和导纳关系；构建了谐波抑制数学模型并仿真，揭示了本体滤波器能完全吸收电力电子阻抗变换器产生的谐波电流机理。
　　（3）针对动态调谐滤波器电气参数对谐波电流吸收率、调谐性能和成本的影响问题，优化设计了动态调谐滤波器的电气参数。为了表征动态调谐滤波器吸收谐波电流量值大小，分析得到了谐波电流吸收系数；通过滤波电容器容量对滤波性能的影响试验，分析得出了滤波电流吸收值与滤波电容器容量的关系及其吸收系数范围；提出了滤波电容的容量设计方法和电磁耦合电抗变换器的额定参数设计方法；开发了优化仿真系统，并进行了实例计算，构建了参数设计预估模型，解决了动态调谐滤波器的电气参数设计问题。
　　（4）电磁耦合电抗变换器加工制造缺乏规范和技术标准，导致同一技术指标不同厂家加工出来的电磁耦合电抗变换器在性能方面存在差异，严重影响调谐性能和滤波效果。针对上述问题，优化设计了电磁耦合电抗变换器的工艺参数。根据电磁耦合电抗变换器的工艺结构，确定了工艺参数，提出了工艺参数设计方法；开发了设计仿真系统，可快速计算优化得到工艺参数；通过实例验证了工艺参数设计方法及其设计仿真系统的准确性，形成了一套工程实用的电磁耦合电抗变换器的工艺参数解决方案。
　　（5）为了进一步在工程环境中验证理论研究结果和滤波器的性能，设计了工程应用实施方案，给出了挂网试验方法，选取建材、纺织和船舶为研究对象，进行了试验、仿真、工程应用。分别进行单滤波器和多滤波器分布式电力谐波抑制系统的工程应用，实例中谐波电流吸收率明显优于无源滤波器。根据船舶推进变频器产生的谐波特性，配置多台滤波器实现对多频次谐波的同步动态滤波，构建了谐波抑制仿真模型，并完成了仿真试验，谐波电流吸收率最高可达86%，不同频次的谐波电流均能被有效吸收（滤除），大大降低了船舶电力推进系统的谐波电流畸变率。
　　综上所述，本文完成了电力谐波动态调谐滤波方法研究及优化设计，试验研究与工程应用结果表明：动态调谐滤波器具有谐波抑制和节能的双重特性，不但吸收了谐波电流、降低了电流有效值，同时将吸收的谐波电流转换成基波电流，使功率因数提高，提高了电能质量和供电安全性。采用电力谐波动态调谐滤波方法，可以有效地实现工业和交通中电力谐波的动态调谐和高性能抑制。研究结果为动态调谐滤波理论、技术及其器件创新，实现有效抑制电力谐波提供了一定的理论和技术基础。