有源电力滤波器
【可编辑全文】有源电力滤波器的基本原理和分类

可编辑修改精选全文完整版有源电力滤波器的基本原理和分类1.有源电力滤波器的基本原理有源电力滤波器系统主要由两大部分组成,即指令电流检测电路和补偿电流发生电路。
图1 有源滤波器示意图指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流,然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号。
电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流,计算出主电路各开关器件的触发脉冲,此脉冲经驱动电路后作用于主电路。
这样电源电流中只含有基波的有功分量,从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。
根据同样的原理,电力有源滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿。
有源电力滤波器的主电路一般由PWM逆变器构成。
根据逆变器直流侧储能元件的不同,可分为电压型有源滤波器(储能元件为电容)和电流型有源滤波器(储能元件为电感)。
电压型有源滤波器在工作时需对直流侧电容电压控制,使直流侧电压维持不变,因而逆变器交流侧输出为PWM电压波。
而电流型有源滤波器在工作时需对直流侧电感电流进行控制,使直流侧电流维持不变,因而逆变器交流侧输出为PWM电流波。
电压型有源滤波器的优点是损耗较少,效率高,是目前国外绝大多数有源滤波器采用的主电路结构。
电流型有源滤波器由于电流侧电感上始终有电流流过,该电流在电感阻上将产生较大损耗,所以目前较少采用。
图2 电压型有源滤波器图3 电流型有源滤波器2.有源电力滤波器的分类按电路拓朴结构分类,电力有源滤波器可分为并联型、串联型、串-并联型和混合型。
图4 并联型有源滤波器图4所示为并联型有源滤波器的基本结构。
它主要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。
目前并联型有源滤波器在技术上已较成熟,它也是当前应用最为广泛的一种有源滤波器拓补结构。
图5 串联型有源滤波器图5所示为串联型有源滤波器的基本结构。
它通过一个匹配变压器将有源滤波器串联于电源和负载之间,以消除电压谐波,平衡或调整负载的端电压。
有源电力滤波器的基本原理和分类

有源电力滤波器的基本原理和分类有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)是一种用于消除电力系统中谐波和电流不平衡问题的装置。
它是一种由电子器件组成的滤波器,能够注入特定频率的电流来抵消电网中的谐波,从而实现电流的纯正输出。
下面将介绍有源电力滤波器的基本原理和分类。
基本原理:有源电力滤波器由三相逆变器(Inverter)和控制系统组成。
首先,控制系统采集电网中的电压和电流信号,并进行处理和分析。
接下来,控制器确定电网的谐波特性并计算相应的注入电流。
最后,逆变器产生特定频率和幅度的电流,并通过与电网连接的线路与谐波电流相消。
这样,通过有源电力滤波器可以实现对电流谐波的消除和电流的纯正输出。
分类:根据滤波器的连接方式和使用场景,有源电力滤波器可以分为三种类型:单台型、平行型和串级型。
1.单台型有源电力滤波器:单台型有源电力滤波器适用于单台负载设备或供电点,用于对单一负载设备引起的谐波进行消除。
这种滤波器的工作方式简单,实施成本低,但只能解决单个设备引起的谐波问题。
2.平行型有源电力滤波器:平行型有源电力滤波器通常由多台滤波器并联连接,在一个供电点上对谐波进行消除。
这种连接方式可以同时处理多个电流不平衡或谐波扰动。
平行型滤波器具有相互独立工作的特点,其中一台滤波器的故障不会影响其他滤波器的工作。
3.串级型有源电力滤波器:串级型有源电力滤波器由多个滤波器串联连接在一个供电点上。
每个滤波器负责处理一定范围内的谐波频率。
串级型滤波器具有较大的容载能力,能够处理大电流负载和更复杂的谐波问题,但它的成本更高,并且在安装和维护过程中需要更多的配置。
总结:有源电力滤波器是一种用于消除电力系统中谐波和电流不平衡问题的装置。
通过逆变器产生特定频率和幅度的电流,有源电力滤波器可以实现对电流谐波的消除和电流的纯正输出。
根据滤波器的连接方式和使用场景,有源电力滤波器可以分为单台型、平行型和串级型三种类型。
APF有源电力滤波器 简介

APF(active power filter)有源电力滤波器谐波电力系统中的电流电压非正弦波形都可以被分解为一个频率与其相等的正弦波形和若干频率为其频率的整数倍的正弦波。
频率与原波形相等的部分被称为基波,而频率为原波形整数倍的部分被称为谐波,频率的被数就是谐波次数。
电力系统中的谐波绝大多数是奇次谐波。
谐波的危害‐典型1对变压器☆谐波电流将会使变压器铜损和磁滞损耗增加☆谐波电压将会使变压器铁损增加☆使变压器机械噪声提高且产生额外的温升☆谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度降低设备使用寿命☆零序谐波电流会在三角形接法的变压器绕组内产生环流,使绕组电流过流对电力电缆☆谐波电流会使导体过载、导致过热、发生绝缘破坏而烧毀☆谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度降低设备使用寿命☆对高频率谐波电流,电缆呈现集肤效应( Skin effect ) , 使额定载流量减少☆零序(3的倍数次)谐波电流会导致三相四线系统的中线过载、损坏谐波的危害‐典型2对电机☆因谐波电压与谐波电流产生额外的铁损与铜损, 进而影响转动电机的机械效率☆产生脉动转矩致使电动机振动加剧,影响电机寿命和输出转矩的稳定性☆谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度,降低电机使用寿命系统谐振☆引起系统谐振导致,电容器组、电抗器阻及相关用电设备,因过电流或过电压而损坏或无法投入运行谐波的危害‐典型3对生产设备☆改变保护继电器的动作特性引起误动作、造成继电保护等自动装置工作紊乱;☆谐波延缓电弧熄灭,影响断路器的分断容量;☆使计量仪表特别是感应式电能表产生计量误差;☆干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备,影响设备的正常运行。
对通讯、网络☆因电力线中的谐波电流或谐波电压会产生感应电磁场,将影响邻近信号线的传输品质☆干扰邻近的计算机系统的正常工作,导致重启或死机谐波的治理‐无源滤波器无源滤波器,又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或多次谐波,最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。
有源电力滤波器原理

有源电力滤波器原理有源电力滤波器是一种电力滤波器,与被动电力滤波器相比具有更好的滤波性能和灵活性。
其原理是通过外部激励电路的引入,使滤波器能够主动对输入信号进行调节和滤波。
有源电力滤波器主要由滤波器部分和激励电路部分组成。
滤波器部分一般采用电容、电感和电阻等元器件组成,用于对输入信号进行滤波处理。
根据滤波器部分的组成以及滤波器的工作原理不同,有源电力滤波器可以分为多种类型,比如自适应滤波器、谐波滤波器等。
激励电路部分是有源电力滤波器的关键部分,它通过激励信号对滤波器进行调节。
在有源电力滤波器中,激励电路通常由一组放大器和控制电路组成。
放大器的作用是将激励信号放大到适当的幅值,使其能够有效地调节滤波器的工作状态。
控制电路主要用于对放大器进行控制,使其能够根据输入信号的频率和幅值变化而调节。
激励电路的引入可以使有源电力滤波器具有更好的频率响应和动态性能。
有源电力滤波器的工作原理可以通过如下步骤进行描述:1. 输入信号通过滤波器部分,被电容、电感和电阻等元器件滤波和衰减。
滤波器部分的设计和参数选择决定了滤波器的频率响应和滤波特性。
2. 激励信号通过激励电路部分,被放大器放大到适当的幅值。
放大器的增益可以根据需要进行调节,以满足不同的滤波器工作要求。
3. 放大后的激励信号通过控制电路,对滤波器的工作状态进行调节。
控制电路可以根据输入信号的频率和幅值变化,动态地调整滤波器的参数和工作模式。
4. 调节后的滤波器输出信号经过放大器的逆变输出,得到最终的滤波器输出信号。
有源电力滤波器具有很多优点,比如滤波精度高、滤波范围宽、动态性能好等。
它可以有效地抑制输入信号中的谐波和噪声,提高电力系统的稳定性和可靠性。
同时,有源电力滤波器还可以根据需要进行调节和优化,适应不同的电力系统和工作环境。
总之,有源电力滤波器通过外部激励电路的引入,使滤波器能够主动对输入信号进行调节和滤波,从而实现更好的滤波效果和灵活性。
它是电力滤波器中一种重要的类型,广泛应用于电力系统和工业控制等领域。
《有源电力滤波器》课件

有源电力滤波器具有较高的 滤波效率和较低的损耗,能 够有效滤除电力供应中的噪 声和干扰。
有源电力滤波器的工作参数 和滤波特性可以根据需要进 行调节和优化,适应不同应 用环境。
有源电力滤波器的工作原理
有源电力滤波器通过电子元器件和控制电路的组合,实现对所需频率信号进行选择性传递和干扰抑制。
1
输入信号
有源电力滤波器将输入信号分解为不同频率
滤波电路
2
的成分。
滤波电路根据预设的频率响应特性,对目标
频率信号进行滤波处理。
3
输出信号
滤波电路输出滤波后的信号,实现对噪声和 干扰的抑制。
有源电力滤波器的应用领域
有源电力滤波器广泛应用于以下领域:
电力系统
用于净化电力供应,保障电力系统的稳定运行。
工业设备
用于电力负载的滤波和干扰抑制,提高设备运行的 可靠性。
有源电力滤波器的优缺点及改进方法
有源电力滤波器具有以下优点和缺点:
优点
• 主动滤波的能力。 • 较高的滤波效率。 • 灵活性和可调节性。
缺点
改进方法
• 较高的成本。 • 对电源系统稳定性的依赖性。 • 对温度和环境变化的敏感性。
• 优化控制电路和电子元器 件选择。
• 提高系统的稳定性和可靠性。 • 增强温度和环境适应能力。
总结
有源电力滤波器是一种重要的电子滤波装置,通过主动控制电路实现对电力 供应中的噪声和干扰的滤除,具有高效性能和灵活性。它广泛应用于电力系 统、工业设备、通信设备和医疗器械等领域,但也存在成本高、稳定性和环 境适应能力等挑战。通过优化设计和改进方法,可以进一步提高有源电力滤 波器的性能和可靠性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
频率响应
电力有源滤波器原理

电力有源滤波器原理
电力有源滤波器是一种用于滤除电力系统中谐波和干扰信号的装置。
其原理是利用有源元件(如放大器)对输入电流或电压信号进行放大和处理,通过控制输出信号与输入信号之间的相位和幅值关系,实现对特定频率范围内的信号进行滤波。
电力有源滤波器的工作原理类似于定频滤波器,但与传统被动滤波器不同,电力有源滤波器的输出信号是由被动元件和有源元件共同作用产生的。
这些有源元件通常被用作放大器,并且能够向输入电路中注入一定的功率。
在滤波过程中,电力有源滤波器通常根据输入信号的频率变化来调整放大倍数,以实现对特定频率的抑制和衰减。
当输入信号中包含谐波或干扰信号时,滤波器会将其放大,然后通过反馈机制将放大的信号与输入信号相减,以实现对谐波和干扰信号的滤除。
电力有源滤波器的优点是可以根据实际需求进行调整和优化,以适应电力系统中不同频率范围的谐波和干扰信号滤除。
此外,有源滤波器还可以提供较高的功率处理能力,更好地应对电力系统中的大电流负载。
总之,电力有源滤波器利用有源元件进行信号放大和处理,通过控制输出信号与输入信号之间的相位和幅值关系,实现对特定频率范围内的信号进行滤波和滤除。
它在电力系统中具有广泛应用,可以有效提高系统的工作稳定性和可靠性。
有源电力滤波器

有源电力滤波器
有源电力滤波器(Active Power Filter-APF)的主要缺点: 虽然有源电力滤波器与其他电力电子装置相比,具有功能强大、补偿谐波、运行灵活等诸多优 点,但是,正是由于有源电力滤波器这些优点,也使有源电力滤波器拥有了其他装置所没有的 技术、经济难点: (1)主电路中的功率器件的开关频率问题。补偿的谐波次数越高,对功率器件开关频率的要求越 高,随着开关频率的增加,开断能力受到更为严峻的考验,同时开关损耗与散热问题也会变得 严峻起来。 (2)主电路中的功率器件的开关控制问题。由于需要对很宽的频谱范围内的电压、电流进行控制, 高频跟踪控制带来的对检测与控制的实时性的严格要求增加了控制系统的设计难度,另外,单δ 控制不再适用,需要使用PWM控制技术,控制算法变得复杂起来。 (3)高频功率器件的容量问题。由于目前的技术水平的限制,开断频率越高,能够制造出的单个 功率器件的容量越小,制造难度越大,成本越高,实际的有源电力滤波器容量小与作为广义无 功功率补偿装置使用时需要承受很大的功率容量之间的矛盾目前不能很好解决,因此还需要使 用其他补偿器来补偿大量的基波正序无功功率。 (4)降低装查的价格并使其多功能化。有源电力滤波器能消除高次谱波,还能提高电力系统稳定 性,抑制闪变和补偿无功,一机多用最为经济,也符合电力系统发展的需要。然而有源滤波器 造价较高,与Lc滤波器是不可比报的。如何提高装置的性价比,是电力电子器件制造技术面临 的问题。 (5)降低损耗提高装置可靠性。这方面的主要工作包括,采用合理的开关频率,选择适当的吸收 回路以提高装置的使用效率;采用可靠的保护技术等。
有源电力滤波器
有源电力滤波器(Active Power Filter-APF)的使用方式: 有源电力滤波器可单独使用,也可与其他电能质量控制设备级联使用, 主要拓扑结构有: 1. 多电平有源电力滤波器 2. 并联有源滤波器 3. 串联型有源滤波器 4. 有源/无源滤波器级联
有源电力滤波器

1.2 有源电力滤波器的特点
与无源滤波器不同,有源电力滤波器(ActivePowerFilter:APF)为一种能够 动态消谐波并且可以补偿无功的电力电子设备,其完全可以消除频率与幅值都 变化的谐波和无功,同时能够弥补PPF的不足,而且能够得到比PPF更好的补 偿效果。
无源滤波器具有如下缺点: (1)只能滤除特定次谐波,且滤波特性受系统参数的影响较大,易和系统发生 并联谐振,导致谐波放大,降低系统的稳定性。 (2)由于电网的阻抗和谐波频率随着电力系统的运行状况不断发生改变,而滤 波特性又过于依赖电网参数,所以给LC参数的设计带来了麻烦。 (3)滤波要求和无功补偿要求有时难以同时满足要求。 (4)LC可能会与电网阻抗发生串联谐振,而电网中的某次谐波电压可能使无 源电力滤波装置中产生较大的谐波电流。 (5)消耗较多的有效材料,增大了体积。
因此串联有源电力滤波器作用:动态调节电压即补偿系统电压的快速升 降,还可以补偿系统谐波,系统电压畸变与不对称等功能。
2.2 并联型有源电力滤波器的基本拓扑结构
AC
图3并联型有源电力滤波器的基本拓扑结构
并联型有源电力滤波器与系统并联等效为一个受控电流源,如图3所示。 有源滤波器向系统注入与谐波电流大小相等方向相反的电流,从而达到滤波 的目的。并联型有源电力滤波器主要适用于电流源型感性负载的谐波补偿, 技术上已相当成熟,工业上已投入使用的有源电力滤波器多采用此方
如图1所示有源滤波器与无源滤波器结构图
无源滤波器
有源电力滤波器
图1有源滤波器与无源滤波器结构
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有源电力滤波器(APF)引言谐波电流和谐波电压的岀现,对于电力系统运行是一种“污染”,它们降低了系统电压正弦波形的质量,不但严重地影响电力系统自身,而且还危及用户和周I期的通信系统。
近半个世纪以来,随着电力电子设备的推广应用,非线性负荷的迅速增加(例如电气机车、工业电炉等的应用),特别是髙压宜流输电的运用,谐波污染问题日趋严重,并因此受到人们普遍的关注和重视。
减小谐波影响的技术措施可以从两方而入手:一是从谐波源出发,减少谐波的产生:二是安装滤波装置。
常见的滤波器包括无源滤波器、有源滤波器以及混合滤波器。
无源滤波器(PFiPassive Filter)也称为LC滤波器,是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装垃。
无源滤波器的工业应用已经有相当长的历史,英设计方法稳左可靠、结构简单,但英滤波效果依赖于系统阻抗特性,并容易受温度漂移、网络上谐波污染程度、滤波电容老化及非线性负荷的影响。
此外,无源滤波器仅能对特左的谐波进行有效地衰减, 而出于经济和占地而积方而的考虑,滤波器个数均是有限的,所以对谐波含量丰富的场合,无源滤波器的滤波效果往往不够理想。
与无源滤波器对应的是有源滤波器(APF:Activc Power Filter)o有源电力滤波器采用开关变换器消除谐波电流,克服了无源滤波器的缺点。
有源电力滤波器有着无源滤波器无可比拟的技术优势,因此越来越受到人们的关注。
1.有源滤波器的发展历史有源滤波器的思想最早出现于1969年B.M.Bird和J.F.Marsh的论文中。
文中描述了通过向交流电源注入三次谐波电流以减少电源中的谐波,改善电源电流波形的新方法。
文中所述的方法认为是有源滤波器思想的诞生。
1971年日本的H.Sasaki和T.Machida完整描述了有源电力滤波器的基本原理。
1976年美国西屋电气公司的L.Gyugyi和E.C.Strycula提出了采用脉冲宽度调制控制的有源电力滤波器,确左了主电路的基本拓扑结构和控制方法,从原理上阐明了有源电力滤波器是一理想的谐波电流发生器,并讨论了实现方法和相应的控制原理,奠左了有源电力滤波器的基础。
然而,在20世纪70年代由于缺少大功率可关断器件,有源电力滤波器除了少数的实验室研究外,几乎没有任何进展。
进入20世纪80年代以来,新型半导体器件的出现,PWM技术的发展,尤其是1983年日本的H.Akagi等人提出了''三相电路瞬时无功功率理论”,以该理论为基础的谐波和无功电流检测方法在三相有源电力滤波器中得到了成功的应用,极大促进了有源电力滤波器的发展。
与无源滤波器相比,有源滤波器是一种主动型的补偿装苣,具有较好的动态性能。
有源电力滤波器是近年来电力电子领域的热门话题。
目前,有源滤波技术已在日本、美国等少数工业发达国家得到应用,有工业装苣投入运行,其装置容疑最髙可达60MV.A:国内对有源电力滤波器的研究尚处于起步阶段。
2.有源滤波器的分类有源电力滤波器的基本思想如图所示系统谐波源APFS1有源电力滤波器在图中,谐波源一般是非线性负载,如整流器等,产生谐波电流人,供电系统一般为被保护对象:有源滤波器表现为流控电流源,它的作用是产生和谐波源谐波电流大小相等方向相反的补偿电流来达到消除谐波的目的。
从不同的观点岀发,有源电力滤波器具有不同的分类标准。
(1)根据接入电网的方式,有源电力滤波器可以分为串联型、并联型和串-并联型三大类。
每一种类型的有源电力滤波器结构不同,因苴工作原理、特性各不相同。
串联型有源滤波器经耦合变压器串接入电力系统,如图2所示,其可等效为一个受控电压源,主要是消除电压型谐波以及系统侧电压谐波与电压波动对敏感负载的影响。
串联型有源电力滤波器应用在直流系统中时,耦合变压器的系统接入侧很容易出现直流磁饱和问题,所以只在交流系统中采用。
与并联型有源电力滤波器相比,由于串联型有源电力滤波器中流过的是正常负荷电流,因此损耗较大;此外,串联型有源电力滤波器的投切、故障后的退出及各种保护也较并联型有源电力滤波器复杂。
目前单独使用串联有源电力滤波器的例子较少,研究多集中在其与LC无源滤波器所构成的串联混合型有源电力滤波器上。
Diode Rectifier图2串联聖有源电力淹跛器的基本拓扑结构并联型有源电力滤波器与系统并联等效为一个受控电流源,如图3所示。
有源滤波藩向系统注入与谐波电流大小相等方向相反的电流,从而达到滤波的目的。
并联型有源电力滤波器主要适用于电流源型感性负载的谐波补偿,技术上已相当成熟,工业上已投入使用的有源电力滤波器多采用此方案。
与串联型有源电力滤波器相比并联型有源电力滤波器通过耦合变压器并入系统,不会对系统运行造成影响,具有投切方便灵活以及各种保护简单的优点。
但是当单独使用并联型有源电力滤波器来滤除谐波时,有源电力滤波器容量要求很大,这样会带来一系列的问题,如工程造价髙、电磁干扰、结构复杂以及高的功率损耗等。
图4所示为串-并联新型有源电力滤波器,相关文献称之为统一电能质量调节器(UPQC)。
它综合了串联型和并联型两种结构,共同组成一个完整的用户电力装巻来解决电能质捲的综合问题。
苴中,直流侧电容器或电感储能装宜是串联型和并联型有源滤波器所公用的,串联有源电力滤波器起到补偿电压谐波、消除系统不平衡、调卩电压波动或闪变、维持系统电压稳左性或阻尼振荡的作用。
并联变流器起到补偿电流谐波不平衡、补偿负荷的无功、调肖变流器直流侧电压的作用。
因此这种统一电能质量调肖器可以实现短时间不间断供电、蓄能、无功补偿、抑制谐波、消除电压波动及闪变、维持系统电压稳泄等功能,被认为是最理想的有源滤波器的结构。
这种结构即可用于三相系统,又可以用于单相系统。
但是其主要缺陷在于成本较髙(需要较多的开关器件)和控制复杂。
(2)根据接入电网的方式,有源电力滤波器还可以分为直接接入和通过无源滤波器间接接入电网两种方式。
图5所示为混合型滤波器,它是有源滤波器和无源滤波器的组合结构。
这种滤波器结构目前非常普遍,因为它并联的LC无源滤波器部分消除了大量的低次谐波,因而有源滤波器部分容量可以做到很小(负荷容量的5%左右),这样大大减少了有源滤波器的体积和成本。
它可以同时消除电压和电流谐波,而且成本相对来说较低,因而非常受欢迎。
但是这种结构的滤波器的缺点在于只能针对特泄负荷进行补偿,负荷运行状况变化较大的时候补偿性能不好。
Tlyrtetor RMtifiwSeries Active P'iHer@5混合璽有源淹波器的基本拓朴结构(3)按有源电力滤波器中逆变器直流侧储能元件的不同,有源电力滤波器又可分为电压型有源电力滤波器(储能元件为电容)和电流型有源电力滤波器(储能元件为电感)。
电流型有源电力滤波器由一个大电感充当一个非正弦的电流源来提供非线性负荷的谐波电流。
电流源型逆变器的最大缺点在于不能用于多电平场合,无法提髙大容量时逆变器的性能;电压型有一个较大的电容作为直流侧的电压支撑。
由于这种结构轻便、便宜,并且可以扩展为多电平结构,使其在开关频率较低的情况下取得较好的性能,与电流型有源电力滤波器相比,电压型有源电力滤波器损耗较小、效率高,因此目前国内觉大多数有源电力滤波器都采用电压型逆变器结构。
根掳日本电气学会的调査结果,两者在实际应用中所占的比例分别是电压型93.5%,电流型6.5%。
随着超导储能技术的不断发展,今后可能会有更多电流型有源电力滤波器投入使用。
(4)根据补偿系统的相数来分类,有源滤波器可分为单相和三相两种,三相系统又分为三相三线制和三相四线制。
单相有源滤波器一般用于小功率的场合,例如商业写字楼或者学校教学楼带有电脑负荷以及小型工厂。
在这些场合中电流谐波可以在公共耦合点补偿掉,因此可以将几个小功率的滤波器连接取代一个大的滤波器。
这主要是由于在一个大楼中有好多的单相负荷并且中线上存在大量谐波电流会有较大的危害。
这样可以根据运行条件的不同有选择地进行补偿。
但另一方而,住宅性负荷并没有产生大量的集中的谐波。
而且由于缺少强制的谐波约朿法规,住宅用户不可能投资于单相的有源滤波器。
单相有源滤波器的主要优点在于处理小功率负荷,因此变流器的开关频率可以很高,从而提高整个装置补偿谐波的性能。
对于三相装程,滤波器及主电路的选择取决于三相系统是否平衡。
在相对低功率场合(100KV.A),三相系统可以采用三个单相有源滤波器或者单独的三相有源滤波器。
对于平衡负荷而言,如果目标仅仅是消除电流谐波而不需要三相系统及补偿电压谐波,采用三个单相有源滤波器的结构是可行的。
对于不平衡负荷电流或者不对称供电电压,主电路结构采用基于三个单相逆变器的三相有源电力滤波器是可行的。
大多数的单相负荷都是有带中线的三相系统供电的。
它们给系统带来了大量的中线电流、谐波、无功以及三相不平衡。
三相四线制有源滤波器的引入就是为了减少这类系统出现的问题。
(5)根据应用场合分,有源电力滤波器还可以分为应用在直流系统(主要是高压直流输电系统)的有源直流滤波器和应用在交流系统的有源滤波器。
(6)根据目的分为电力用户根拯自身需要在谐波负荷附近安装的有源滤波器和电力公司在变电站或配电网安装的有源滤波器。
用户安装有源电力滤波器的目的是为了补偿谐波电流、电流不平衡以及电压闪变:电力公司安装有源电力滤波器的目的是补偿配电系统普通耦合点处的谐波电压以及抑制由线路电感(包括变圧器漏感)和并联电容谐振引起的谐波加倍,从而改善电力系统的功率因数。
3.有源与无源的比较与无源滤波器相比,有源电力滤波器具有髙度可控性和快速响应性,其具体特点如下:(1)具有自适应功能,实现了动态补偿,可对频率和大小都变化的谐波及变化的无功功率进行补偿,对补偿的对象有极快的响应。
(2)可同时对谐波和无功功率进行补偿,补偿无功功率时不需要储能元件,补偿谐波时所需储能元件容疑不大,且补偿无功功率的大小可以做到连续调节。
(3)受电网阻抗的影响不大,不容易和电网阻抗发生谐振;且可以跟踪电网频率的变化, 故补偿性能不受电网频率变化的影响。
尽管有源电力滤波器有着无源滤波器所不具备的巨大技术优势,但目前要想在电力系统中完全取代无源滤波器还不太现实。
这是因为与无源滤波器相比较,有源电力滤波器的成本较高,这一点是限制有源电力滤波器推广使用的关键。
随着电力电子工业的发展,器件的性价比将不断提髙,有源电力滤波器必然会得到广泛应用。
无源滤波器和有源滤波器的工程造价与谐波要求关系如图6所示。
八造价谐波妾求严格图£有譚电力浦波器和无源涛波器性价比的对照从图6中可以看出,谐波标准要求越高,对无源滤波器而言,就是滤波支路增多,其硬件造价几乎是以指数速率增长的。
而对有源电力滤波器而言,主要是增加控制的难度和复杂度,硬件的造价基本不受影响。