【精编汇总版】电网有源滤波器结工作原理介绍及发展分析合集

1、【精编汇总版】电网有源滤波器结工作道理介绍及开展剖析合集】6/6【精编汇总版】电网有源滤波器结工作道理介绍及开展剖析合集1明言随着电力电子技术的迅猛开展和成熟，电力系统中的大型功率电子装豈H益增 多，在提高产业自动化程度和效益的同时，ill于是各种使用传统相控整流技术的 大容量非线性负荷，在运行过程中所发作的髙谐波和低功率因数的运行状态，严 重风险者甩力系统的平静和甩网供甩质堪。传统的谐波克制和无功赔偿的方式是将电力无源滤波器与需赔偿的非线性负载 并联,为谐波提供一个低阻通路的同时也提供负载所需的无功功率,无源滤波器 （PF）具冇布局庞大，使用方便，技术成熟以及成本低等优点。同时，它的缺点也

2、很分明口:1）它的赔偿特性受电网及负我影响较大，其滤波效果依赖于电网和负 我的参数，滤波特性较差；2）给电网带来肯定险患，概略发作电网.与滤波器间的 小、并联谐振；3）只能赔偿固定的无功功率,对变卦的无功功率不能举行精确的 赔偿，不能对谐波和无功实现动态赔偿；Q所需储能元件的体积大。有源滤波器 （APF, Active Power Filter）则仃效的措置了无源滤波器的缺点。冇源滤波器的 赔偿特性受电网及负载影响很小，不光防止了与电网发作串、并联谐振的风险， 同时还可克制串并联谐振的发作；实现了动态赔偿，可以对频次和巨细都变卦的 谐波以及变卦的无功功率举行迅速的动态跟踪赔偿；可以同时对谐波和

3、无功举行 赔偿，J1赔偿无功的巨细可做到持续调节，既可对一个谐波和无功源独自赔偿， 也可对多个谐波和无功源举行综合赔偿；仃源滤波器赔偿无功功率时不需储能元 件，赔偿谐波时所需储能元件容量不大.本文在介绍万源滤波器的基本道理和布局特点的底子.匕介绍了冇源滤波器拓扑 布局的开展现状及其运用，最后展望了有源滤波器的开展前景。2冇源滤波器的道理及其布局行源滤波器是由一组开关器件和无源储能元件如电感和电容组成，其系统次要III 指令电流运算电路和赔偿电流发作电路两大部份组成。有源滤波器布局如图1。 设负载电流的高次谐波含用为。它的基本工作道理是：检测赔偿对象的电流（或 电压），颠末指令运算电路得到赔偿电

4、流的指令信号,该信号经操作器由赔偿电 流发作电路得到，赔偿电流负我中的谐波也流抵消，使电网的电流恢复为纯挚弦波形；同时，冇源滤波器发出基波无功电流，举行无 功补恨MiTa阳2级介货C0电力标震器电题睛府图1育源滤波器的布局3有源滤波器的拓扑布局及其应用凭证电力冇源滤波器接入电网的方式，可将其系统构成份为三大类，即并联型 2-4,串联型5, 6和混合型。3.1并联型有源滤波器普通情况下，并联型冇源滤波器冇三种使用方式，独自使用方式、与PF混合使 用方式以及注入电流方式。3. 1. 1并联APF独自使用方式图2为独自使用方式的并联型冇源滤波系统的构成拓扑。它是冇源滤波器屮最基 本的方式，它可发作与

5、负载谐波巨细相等，偏向相反的赔偿电流，从而将山源侧 电流赔偿为正弦波。并联型有源滤波器上要用于感性电流源型负载的赔偿，它也 是产业.上已投入运行最多的一种规划方案，但由电源电压宜接加在逆变桥上，因此 对开关元件的电压品级要求高；负我谐波电流含星高时耍求这种APF的容量必需 很大，同时具有大的赔偿容量和宽的赔偿频帯斗劲困难。Power SystemShunt Active Power Filler图2独自使用的并联APE3. L2与PF混合使川方式为克制独自使用时面临的缺点，并联型APE常常与PF混合使用。就与PE混合使 用的方式来说乂可分为两种：土种是有源电力滤波器与无源滤波器并联；另一种 是

6、冇源电力滤波渊与无源滤波器由联。图2是并联型AEE与PF并联的布局图。 APF与PF并联接入电网，配合派担赔偿谐波的任务。PF次要赔偿较髙次的谐波, 是一个髙通滤波器，它一方面用于打消赔偿电流屮因主电路屮器件通断而屮起的 谐波，另一方面它可滤除赔偿对象中次数较悬的谐波，从而可低落对APF主电路 屮提件开关频次的要求。图3(b)为并联型APF与PF串联使用的布局图，该方式 屮，APF的用于改良PF的滤波特性，克制P1-易受电网阻抗影响和易与电网阻抗 发作谐振缺点，而谐波和无功次要由PF赔偿，而这种方式中，APF不承受交流 电源的基波也压，因此装置容量斗劲小。并联混合型冇源阻力滤波器具仃安装、 维

7、护庞大的优点，可以直接在已冇的无源滤波器上举行改造，因此并联混合型电 力有源滤波器的使用最为普及。3. 1.3注入电路方式注入电路方式又可分为与LC串联谐振注入电路方式和与LC并联谐振注入电路方 式两种。这种方式灯低落APF的容量，它是用电感和电容构成注入网路，操作心 感电容电路的谐振特件，使得APF只需承受很小部份的基波也压，从而使APF 容量减小。3. 2串联型冇源滤波器串联型APF的包拈独自使用方式和与无源滤波器混合使用方式两种。串联型APF 的布局图如图4。这种装置和肖于一个电压操作电压源，通过对电源电压屮的谐波分显的检测，发作与之相反的附加电压信号，从而实现系统4谐波的拒却，使 电源

8、端电压恢复正弦波形。这种方式的特点是冇源滤波器作为电压源屮联在电源 和底波源之间，它次要用于打消带电容二极管整流电路等，电压型谐波源负我对 系统的影响，以及系统侧电压谐波与电压平稳对敏感负载的影响。4并联型八円；对照，山于串联型APF屮流过的是正常负荷电流，因此损耗较大； 此外，串联型APF的投切，妨害后的退力及各种庇护也较并联APF庞大。因此， L1前应用较多的是小联型APF，J PF混合使用方式。图5为这种方式的典型系统 布局。该规划方案的特点见谐波基本由PF赔偿，而APF作用只是改良PF的滤波特性。3. 3混合型有源滤波器混合型是指小联APF和并联APF的混合使用。如图6, 中联的APF

9、T将电源与负 投拒却，阻止电源谐波电压传入负载端，同时也阻止了负载屮的谐波电流污染电 网；并联的APFII则提供了一个低阻抗的谐波电流歧路，用于吸收负载屮的谐波 电流，阻止负载屮的谐波电流在电源端发作分外的谐波电压.这种混合型APF聚集了屮联型APF和并联型APF的优点，乂称为统一电能质量调 节器（UPQC）。混合型APF布局的t要缺点是操作方式庞大，成本较髙。4有源滤波器的开展趋势冇源滤波器是改裨供电质量，净化电网污染的一种行效装置，自从七十年代提出 以来，有源滤波技术得到了长足的开展，越来越多的APF投入了运行，非论从现 实功能还是运行功率上都仃分明前进。H前，APF曾经运用在提高电能质用

10、，解 决三相电力系统屮终端电压调节，电压平稳克制，电压平衡改良以及谐波打消和 无功赔偿等成就上。从频年来的研究和应用1 -8可以看出，有源滤波器的开展 前景如下：1）随着新型动力的开展，仃源滤波器的运用局限得到极大扩展。出格是新型动力 发电后并入电网时，冇源滤波器可减少其对电网发作风险，如文献8介绍了一 种可运用于太阳能发电的有源滤波器。2）从成本和恪守，以及犷大容量来说，APF与PF混合使用的冇源滤波器系统将 得到更加普及得运用。3）冇源滤波静装置的多功能化也是其开展的一个偏向。APF在打消高次谐波的同 时;提髙电力系统的检定性，克制闪变和赔偿无功。这样既契合电力系统开展的 必要，又从功能上低落了装置得成本。参考材料 http:/5竣事语木文在介绍仃源