中高压电力系统有源电力滤波器的研究现状

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APF谐波治理的现状-安科瑞有源电力滤波器

APF谐波治理的现状-安科瑞有源电力滤波器

APF谐波治理的现状-安科瑞有源电力滤波器

安科瑞王志彬2019.03

在电子装置的应用越来越广泛的现在,谐波的污染是特别严重的,APF有源电力滤波器的应用是特别

有效的,那么接下来就为您介绍华电科能的小编为您介绍APF谐波治理的现状。

1、缺少有效的技术支持谐波治理是一个高度专业的工作,为了完成监管需要的专业知识,分析和治

理。事实上,电力部门,尤其是主电源的供应器,这些专业人士非常缺乏,导致了谐波治理瓶项目。

2、顾客的谐波污染问题缺少了解中国1993年颁布的GB/T14549到谐波电流的公共价值观“共同

谐波电能质量,”规定:连接点,把用户的安装电力谐波滤波器,限制公用电网谐波注入。“低压电

器和电子设备的谐波(设备输入电流≤16保安)”电流限制,规定机电设备采购,测试和认证,符

合标准的限制允许访问的分配制度。与网络的连接到电气设备的非线性阻抗特性后,网络运行的谐波

电流注入公共连接点,造成比标准电压正弦波畸变更多的用户,用户必须采取措施消除。否则,它的

电力供应业务可能会暂停。但在实践中,因为客户有充分了解的谐波治理通常被认为是电力部门的工

作,使客户一直是得不到有效谐波控制。当供电部门监测数据到客户端时,客户端往往难以得到支持

和合作。

3、缺乏有效的管理机制虽然国家已明确规定,谐波控制按照“污染者,谁控制”的原则。但缺乏有

效的检查手段,在实践中,电力部门为用户谁是将不得不采取措施来控制用户的谐波管理,这使得客

户端管理的主导地位不仅是十分被动谐波。

此外,由于谐波治理往往需要投入大量的资金,这使得在当前所面临的困难电网谐波源谐波治理的实

际运作中存在的大量用户,但实际执行的管治是少数。

安科瑞ANAPF有源电力滤波器

1、概述

1.1谐波的产生

电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波,但是非线性电力设备(大功率可

控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等)的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流,谐波电流耦合

在线路上产生谐波电压。对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量为基波,

有源电力滤波器的要求及应用

有源电力滤波器的要求及应用

有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流,并通过内部DSP计算,提取

出负载电流中的谐波成分,然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器产

生一个和负载谐波电流大小相等,方向相反的谐波电流注入到电网中,达到滤波

的目的。

有源电力滤波器是现代化工业的主要副产品之一,随着工业现代化程度提高,

谐波的问题日益严重。这主要是现代化工业的用电方式发生了巨大的变化。传统

工业的主要电力负荷是电动机和电阻加热设备,这些设备是线性负载,不会产生

谐波电流。而现代化工业的主要电力负荷是电流变换器,包括变频器、中频炉、

直流电机驱动器等,这些负荷都是非线性负载,工作时产生严重的谐波。

另一方面,大部分配电系统,包括变压器、开关柜、继电保护器、无功补偿

柜等,都是按照线性负荷设计的。当实际负荷为非线性负荷时,对配电系统造成

严重的危害,轻则导致系统过热、不稳定,重则损坏配电设备。

解决这个问题的最好方法就是在非线性设备的电源输入端安装有源电力滤

波器,将非线性负荷转变为线性负荷,谐波导致的各种问题便迎刃而解。这种安

装在设备的电源输入端的谐波滤波器就是设备级谐波滤波器。

有源电力滤波器的特殊要求

设备级有源电力滤波器与母线级谐波滤波器有不同的要求。设备级有源电力

滤波器与所配的设备一同构成一个完整的系统,谐波滤波器的作用是保证这个系

统的谐波电流发射满足特定的标准,例如,GB17625标准。因此,设备级有源电

力滤波器要满足一下四个方面的要求:

1)不与系统发生不良作用:配装了谐波滤波器的设备可能在任何系统中使

用,而任何情况下都不允许与系统之间发生不良的相互作用,例如与系统发生谐

振,放大谐波电流。

2)不会导致超前的功率因数:设备配装了滤波器,功率因数要达到0.98

以上,不允许出现过大的感性无功功率和容性无功功率;

3)滤波效果确定:滤波器与特定设备组合起来后,谐波电流发射必须是确

定的,与系统的参数无关,这样才能确保设备安装了滤波器后,满足特定的要求; 4)不吸收上游谐波电流:配装了有源电力滤波器的设备可以应用在任何电

高压直流输电线路中的谐波分析与滤波

高压直流输电线路中的谐波分析与滤波

高压直流输电线路中的谐波分析与滤波

引言:

高压直流输电作为一种高效、低损耗的电力传输方式,得到了广泛的应用。然而,在实际的应用过程中,由于诸多因素的影响,高压直流输电中会产生各种谐波问题。本文将从谐波的概念、产生原因、分析方法和滤波技术等方面,对高压直流输电线路中的谐波问题进行探讨。

一、谐波的概念和产生原因

1.1 谐波的定义

谐波是指在电力系统中,频率是基波频率整数倍的波形。一般情况下,电力系统中的谐波主要包括3次、5次、7次等奇次谐波和2次、4次、6次等偶次谐波。

1.2 谐波的产生原因

谐波的产生与电力系统中的非线性设备密切相关。在高压直流输电中,主要的谐波产生装置包括经桥整流器、组串电感器、滤波器等。这些设备的非线性特性会导致电流和电压的畸变,进而产生谐波。

二、高压直流输电线路中谐波分析的方法

2.1 多谐波分析法

多谐波分析法是一种常用的谐波分析方法。它通过对高压直流输电线路中的电压、电流进行采样,并利用傅里叶变换将信号从时域转换到频域,进而得到谐波成分的频率、相位和幅值等信息。

2.2 矩阵法 矩阵法是一种较为精确的谐波分析方法。它通过建立电压-电流矩阵关系,利用矩阵运算进行谐波分析。相比于多谐波分析法,矩阵法能够更准确地描述高压直流输电线路中的谐波特性。

三、高压直流输电线路中的谐波滤波技术

3.1 无源谐波滤波技术

无源谐波滤波技术是一种通过并联谐振电路实现谐波滤波的方法。该技术主要通过选择谐波频率和合适的谐波电阻,将谐波电流引入谐振电路,并将其消耗在电阻上,从而实现谐波滤波的效果。

3.2 有源谐波滤波技术

有源谐波滤波技术是一种利用可控硅等元件实现谐波滤波的方法。该技术通过引入逆变器和滤波器等装置,对谐波电流进行补偿或抑制,从而达到谐波滤波的目的。

四、高压直流输电线路中谐波滤波的效果评价

4.1 谐波抑制率

谐波抑制率是评价谐波滤波效果的重要指标。它衡量了谐波信号经过滤波后剩余谐波成分的比例。一般来说,谐波抑制率越高,说明滤波效果越好。

一种改进的有源电力滤波器的应用研究

一种改进的有源电力滤波器的应用研究

第3期(总第172期) 2012年6月 机械工程与自动化 MECHANICAL ENGINEERING 8乙 AUT0MAT10N NO.3 Jur1. 

文章编号:1672—6413(2012)03—0049—03 

一种改进的有源电力滤波器的应用研究 

曹连彬,宋卫平,韩如成 

(太原科技大学电子与信息工程学院,山西 太原030024) 

摘要:介绍了有源电力滤波器APF的基本工作原理、谐波和无功电流检测方法以及电路中补偿电流控制方 法。在此基础上提出了一种改进设计,并通过MATLAB/Simulink对并联电压型APF进行仿真研究。结果 表明,三角波比较控制的APF能对谐波电流和无功进行较好的补偿。 关键词:有源电力滤波器;三角波比较控制;MATLAB仿真 中图分类号:TN713 文献标识码:A 

0 引言 

随着日常生活中电力电子装置的广泛应用,各种 

非线性负载产生的谐波电流和无功功率对公用电网造 

成了越来越严重的危害。有源电力滤波器APF作为 

一种较为理想的谐波和无功补偿装置,具有比无源滤 

波器更好的补偿效果,从而得到了较快的发展[1]。本 

文研究了一种改进型的有源电力滤波器,并在分析其 

工作原理和控制方法的基础上,通过仿真验证其可行 

性。 

1 APF的工作原理 有源电力滤波器结构图如图1所示(其中,i 为检 

测电源电流,i 为负载电流,i 为补偿电流),它主要由 

电流检测电路和补偿电流发生电路两部分组成。 

检测电路的主要作用是检测电网到负荷电路中的 

谐波、无功电流等分量,补偿电流发生电路的作用是产 

生补偿电流。补偿电流电路的核心环节是补偿电流的 

控制电路,补偿电流控制电路根据补偿的控制指令信 

号,同时结合相应的控制指令算法得到触发脉冲,用得 

到的脉冲驱动各功率开关器件;主电路则用来产生与 

之前检测出的谐波、无功电流相互抵消的补偿电流[2]。 

而与有源电力滤波器构成并联关系的滤波器能够过滤 

掉有源电力滤波器产生的补偿电流中开关频率附近的 

有源电力滤波器pi控制策略研究

有源电力滤波器pi控制策略研究

- 1 - 有源电力滤波器pi控制策略研究

电力滤波器是一种常见的电力电子设备,用于消除电力系统中的谐波、电磁干扰和其他电力质量问题。在滤波器中引入控制策略可以提高其性能和稳定性。本文研究了一种基于PI控制的有源电力滤波器控制策略。

有源电力滤波器是一种基于功率电子器件的电力滤波器,其工作原理是通过将滤波器与电网并联,将非线性负载引起的谐波电流通过滤波器内部的逆变器转换为有源电流,在滤波器输出端产生与非线性负载电流相反的电流,从而实现谐波的消除。在有源电力滤波器的控制策略中,PI控制器是一种常用的方法。

在本文中,我们首先对有源电力滤波器的基本原理进行了介绍,然后通过建立有源电力滤波器的数学模型,推导了PI控制器的控制算法。该算法基于逆变器输出电流和电网电流之间的误差信号,计算PI控制器的输出信号,控制逆变器的PWM信号,从而实现有源电力滤波器的谐波消除和电网电压稳定。

最后,我们通过仿真实验验证了该PI控制策略的有效性和稳定性。结果表明,该控制策略可以迅速响应电网电压的变化,并保持较低的谐波失真率。因此,该控制策略可以有效地应用于有源电力滤波器的实际控制中。

有源电力滤波器综述

有源电力滤波器综述

第38卷 2010年8月 云南电力技术 YUNNAN ELECTRIC P0WER Vo1.38 No.4 Aug.2010 

有源电力滤波器综述 

雷鹏 刘柱揆覃日升 

(云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院,云南昆明650217) 

摘要:文中根据有源电力滤波器补偿系统的功率等级和响应速度、根据主电路的电路结构和连接方式、 

根据补偿变量三个方面对有源电力滤波器进行分类,并阐述各种有源电力滤波器的特点。 关键词:有源电力滤波器 电能质量分类 

中图分类号:TM5 文献标识码:B 文章编号:1006—7345(2010)04—0043-04 

1 前 言 

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF) 

是改善和提高电能质量的有效手段之一,将APF 

运用于电力系统,其补偿非线性负载产生的谐波 

和无功功率,从而使得电网电流波形保持正弦, 

有效提高电网的电能质量。 目前,有很多种方法对APF进行分类,其 

中,可以根据补偿系统的功率等级和响应速度、 

根据主电路的电路结构和连接方式、根据补偿变 

量对APF进行分类。 

2 APF分类方法 

2.1 根据功率等级和响应速度分类 

为了实现相应的补偿功能,补偿系统的功率 

等级和响应速度决定了APF的控制策略。功率等 

级与响应速度之间有着密切的相互联系。通常, 

响应速度越快系统花费的成本越高,见图1。 

低功率等级应用 (小于l ̄kV^) 

撩 l Il 罐i l黧 l { 一1单相补偿嚣l 一 一 

图1 APF根据功率等级和响应速度的分类图 

2.1.1低功率等级应用 

功率低于100kVA的系统属于低功率等级应 

用,使用范围主要包括民用住宅、商业大楼、医 

院、小规模到中等规模的工业负载和驱动系统。 

这些系统通常采用技术比较复杂的动态有源滤波 

收稿日期:2010—06—15 器,尤其是多脉冲PWM电压源逆变器或电流源 

逆变器系统,其响应时间比较短,系统的补偿功 

电力有源滤波技术及发展

中国科技信息2006年第8期 CHINA SCIENCE AND TECItNOLOGY I ̄TION Kor.2006 

电力有源滤波技术及发展 

介绍了电力有源滤波器的工作原理、基本 分类及控制策略,概述了有源滤波器的发 展现状。 

谐波;电力有源滤波器;控制策略;发展 

引言 

随着电力电子装置的应用日益广泛, 电网谐波引起的电能质量问题日益受到重 

视,因此,解决电网谐波污染,已成为电 力电子学科的重要任务。 传统的谐波抑制和无功补偿方法是用 无源滤波器(由R、L、C构成)与需补偿的 

非线性负载并联,为谐波提供一个低阻通 

路,同时也提供负载所需要的无功功率。 虽然无源滤波器具有简单,方便的优点, 

但也存在如下缺点: (1)滤波补偿特性依赖电网和负载参 数; (2)无源滤波器的LC参数的漂移会导 致滤波特性的改变; 

(3)可能发生电网与滤波器之间的 串、并联谐振,使谐波更加放大; 

(4)具有负的电压调整效应。 理论和实践都证明,电力有源滤波器 是抑制谐波和无功补偿的先进方法,它的 主要优点为:具有高度可控制性和快速响 应性,并且能跟踪补偿各次谐波,自动产 生所需变化的无功功率,其特性不受系统 影响,无谐波放大危险,体积、重量相对 

较小等突出优点,因而电力有源滤波器的 

研究已成为目前最热门的科学研究课题, 对实际生产生活有着十分重要的意义。 

1 电力有源滤波器的基本原理 

APF系统主要由两大部分组成,即指 令电流运算电路和补偿电流发生电路(由电 

流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三部 分构成)。它的基本工作原理是检测补偿对 象的电流和电压,经过指令运算电路得到 补偿电流的指令信号,该信号经控制器 

由补偿电流发生电路获得,补偿电流与 负载中的谐波及无功等电流抵消,最终获 得期望的电源电流。 下面具体以并联型APF来说明其原 理。 图l为并联型APF原理图,图中Us表 示交流电源,所带非线性负载,它产生谐 波并消耗无功功率,is为电网电流,iL为 负载电流,ico为补偿电流。指令运算电路 

煤矿1140V有源电力滤波器的研究

煤矿技术 

煤矿1 1 40V有源电力滤波器的研究 

刘红丽 卜建亮 

(陕西长武亭南煤业有限责任公司,陕西咸阳71 3602) 

【摘要】文章围绕煤矿供电系统中谐波的原因和危害,介绍 

了有源电力滤波器的优势、技术方案和关键技术。 

【关键词】谐波;危害;成因;有源电力滤波器 

1引言 

煤矿谐波含量超标将严重威胁矿井供电安全,目前针对煤矿的 

谐波装置为无源滤波装置,但存在着体积大、重量重等缺点。而有 

源电力滤波器(APF)则可以实现谐波自动跟踪滤波,且体积小、重 量轻 我国对煤矿业l140V供电系统APF的研究还主要集中在试验 

研究阶段,此项目的成功应用将推动我国APF在煤矿行业的全面普 

及。同时在石油抽油机、铁路电力机车牵引站、制造业中频炉等用 

电环境中具有很大的需求市场。 

2煤矿供电系统中谐波的原因和危害 

随着电力电子技术的发展,煤矿供电系统中大量的采用含半导 体的非线性元件的负载,例如矿井提升机、通风机、主排水泵、带 

式输送机、架线式电机车等设备节能和控制用的电力电子设备,诸 

如各种变频器、交直流换流设备、变流器、整流设备、软启动设备 

等。它们都会在电网中产生不同频率和幅值的谐波。 

煤矿供电网络谐波的危害主要是造成电网的功率损耗增加,设 

备寿命缩短,接地保护功能失灵,遥控功能失常,线路和设备过热 

等,还会引起变电站局部的并联或串联谐振,造成电力互感器、变 

电站系统中的设备和元件产生附加的谐波损耗,从而造成供电网络 

设施损坏、元器件老化.造成电子保护装置误动作,增大附加磁场 

的干扰等。 

3有源电力滤波器的优势 有源电力滤波器是电力系统中重要的电力电子技术应用装置, 

是保证电力系统良好运行环境和城市电网改造所迫切需要的技术手 

段。与传统的无源电力滤波器相比,有源电力谐波抑制装置具有下 

列优势:(1)对频率和大小变化的谐波进行动态补偿,反应快;(2) 

所需贮能元件容量较小;(3)即使谐波电流过大,抑制装置也不会 

APF-APF(有源电力滤波器)有何优点-

第 1 页 共 3 页 APF?APF(有源电力滤波器)有何优点?

APF,也就是我们常说的有源电力滤波器,APF的作用其实和滤波器相同,只不过APF事有源形式。为增进大家对APF的认识,本文将对APF、APF的优点以及APF的发展趋势予以介绍。如果你对APF具有兴趣,不妨和我一起继续往下阅读哦。

一、有源电力滤波器

有源电力滤波器(APF:Active power filter)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿,之所以称为有源,是相对于无源LC滤波器,只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言,APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离,控制并主动输出电流的大小、频率和相位,并且快速响应,抵消负载中相应电流,实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功和不平衡。APF主要采用FFT算法,DFT算法以及三相电路瞬时无功功率理论算法;APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波,串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。

从理论基础来看,有源滤波器同无源滤波器比较,治理效果好,主要可以同时滤除多次及高次谐波,不会引起谐振,但是价位相对高!实际应用安全系数很低,国际普遍做法是以变压器升压,来保证可靠性,国家相关部门也要求以变压器升压的形式和有源滤波器结合,治理高压谐波!

二、有源电力滤波器的优点 第 2 页 共 3 页 1、有较快的响应能力

有源电力滤波器可以在很短的时间之内快速的计算出下一个开关的输出频率,响应非常快速,可以快速补偿变化较为频繁的谐波。

2、可靠性高

具有输出过电流、直流侧过电压、直流侧欠电压、交流侧过电流、交流侧过电压、IGBT死区保护以及IGBT综合保护等多种保护功能,以备设备或者系统出现异常情况时,设备可以安全的退出运行或保护系统及设备。

有源电力滤波器与无源滤波器混合使用的研究

第46卷第5期 2012年5月 电力电子技术 Power Electronics Vo1.46.No.5 Mav 2012 

有源电力滤波器与无源滤波器混合使用的研究 

张秀娟 ,赵香花 ,袁 涛 (1.思源清能电气电子有限公司,上海201108;2.河北红松风力发电股份有限公司,河北承德067000) 

摘要:有源电力滤波器(APF)和无源滤波器(PF)是目前应用较广的两种并联谐波治理设备。从理论上分析了 负荷的谐波阻抗和系统谐波阻抗对并联谐波补偿装置的影响,归纳了各种阻抗下负荷电流和补偿电流幅度变 化的情况。在阻抗分析的基础上,比较了PF和APF并联混合补偿时,不同接线方式下对补偿效果的影响,并提 出两者混合应用到实际工程中应该注意的若干问题。最后给出了仿真和实验结果,验证了理论分析的正确性。 关键词:有源电力滤波器;无源滤波器;谐波治理;电能质量 中图分类号:TN713 .8 文献标识码:A 文章编号:1000—100X(2012)05—0084—03 

Study of Combined Use of Active Power Filter and Passive Filter 

ZHANG Xiu-juan1,ZHAO Xiang.hua ,YUAN Tao (1.Sieyuan Qingneng Electdcal and Electronics Co.,Ltd,Shanghai 201108,China) Abstract:Active power filter(APF)and passive filter(PF)are two kinds of parallel device widely used for harmonic compensation.The influence of harmonic impedance of load and system on compensation effect are theoretically anal— ized,the relationship between load current and impedance iS also concluded.On this basis.the connection mode of combined system of APF and PF is discussed,and some attentions in practical applications are proposed.The expefi— mental results verify the conclusion. Keywords:active power filter;passive filter;harmonics elimination;power quality 

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