有源电力滤波器事理及优缺点简析

但由于无源滤波器特性受系统参数影响大，只能肃清特定的几次谐波，过载能力小，对系统阻抗和频率变革的适应性较差，稳定性较差等成分，人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器(Active PowerFliter，缩写为APF)。

有源电力滤波器作为一种新型的谐波管理技能，是肃清谐波污染、提高电能质量的有效工具。

与传统的无源滤波器比较，有源电力滤波用具有补偿各次谐波、抑制闪变、补偿无功，自动跟踪补偿变革的谐波等技能上风，在工业上得到了广泛的运用。

事情事理

有源电力滤波器的基本事理是实时检测电网谐波及补偿工具的电压和电流，经指令电流运算单元打算出补偿电流指令旗子暗记，利用可控电力电子器件产生与之大小相等、相位相反的补偿电流，注入电网与负载中的谐波电流抵消，使得电源中电流中只含基波，终极达到肃清电源电流中谐波的目的；同时，有源滤波器发出基波无功电流，进行无功补偿。

有源电力滤波器从理论上讲可以产生任意波形的电流。
图1为有源滤波器的构造框图[2]。
与传统的无源滤波器一样，有源电力滤波器也是给谐波电流或谐波电压供应一个在谐振频率处等效导纳为无究大的并联网络或等效阻抗为无穷大的串联网络。

图1 有源滤波器的组成构造

根据接入电网的办法，有源电力滤波器可以分为并联型、串联型。
每一种类型的有源电力滤波器构造不同，因其事情事理、特性各不相同。

并联型有源滤波

图2为单独利用的并联型有源滤波系统的构成拓扑。
它是有源滤波器中最基本的形式，它可产生与负载谐波大小相等，方向相反的补偿电流，从而将电源侧电流补偿为正弦波。
并联型有源滤波器紧张适用于电流源型非线性负载的谐波电流抵消、无功补偿以及平衡三相系统中的不平衡电流等。

它也是工业上已投入运行最多的一种方案，但由于电源电压直接加在逆变桥上，因此对开关元件的耐压电压等级哀求高；负载谐波电流含量高时哀求这种APF具备大的补偿容量和宽的补偿频带，从而使APF的本钱提高，经济性价比低落，以是并联型有源滤波不适宜补偿电压型谐波源。

图2 并联型有源滤波系统的构造图

串联型有源滤波器

串联型APF的构造图如图3。
APF经耦合变压器串接入电力系统，可等效为一个受控电压源。
紧张优点是补偿电网谐波电压和三相不平衡电压，肃清电压型谐波源负载对系统的影响，以及系统侧电压谐波与电压颠簸对敏感负载的影响。

但是，串联型有源滤波器损耗较大，且各种保护电路也较繁芜；同时串联型有源电力滤波器运用在直流系统中时，耦合变压器的系统接入侧很随意马虎涌现直流磁饱和问题，以是只在互换系统中采取。

图3 串联型有源滤波系统的构造图

有源滤波器能有效滤除电网中2～50次谐波，反应韶光小于1毫秒，是目前最有效的一种滤波技能。
但是有源电力滤波器有容量大、本钱高的缺陷，在广泛利用上受到一定的限定。

（本文选编自《电气技能》，原文标题为“有源电力滤波器在电网谐波管理中的运用”，作者为李崇华。
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