有源电力滤波器与无源滤波器混合使用的研究
并联混合有源电力滤波器的关键技术研究
ｐ ａ ｅ ｖ ｈ ｇ ｏ ｒ ｅ Ｐ Ｍ ｎ ｅ ｔｒｃ ｎ ｅ ｔｄ ｉ ｅ ｅ ． ｏ ａ ｅ ｈ ｒｄ ｔ ｎ ｌｐ ｒ ｌ ｌａ ｔ ｅ ｐ ｗ ｒｆ ｔ ｒ ， ｅ ｐ ｓｉ ｅ ｈ ｓ ｏ ａ ｅｓ ｕｃ Ｗ ｉ ｖ ｒｅ ｏ ｎ ｃｅ ｎ ｓ ｒ ｓＣ ｍｐ ｒ ｄ ｔ ｔ ｅ ｔａ ｉ ｏ ａ ａ ａｌ ｃｉ ｏ ｅ ｌ ｓ ｔ ａ ｓｖ ｉ ｏ ｉ ｅ ｖ ｉ ｅ ｈ
有源滤波器相 比，有源滤波器的容量可大大降低。通过数字控制对三相 电网 电流矢量在 ｄ ｑ坐标系下进行投影变 ．
换， 实现谐 波和无功 电流 的精确提取与控制 。对 ２ Ｖ Ｈ Ｐ ０ｋ Ａ Ｐ Ａ Ｆ的仿真分析和 实验 结果均证 明所提方法能提高无 源
滤波器效能 ， 降低有源部分容量和改善整个滤波装置 的滤波性能， 性价 比高且实用性强。 关键词 ： 有源 电力滤波器 ； 逆变器 ； 谐波检测 ；功率转换
（． 江 大 学 ， 江 杭 州 １ 浙 浙 ３ ０ ２ ； ． 歇 根 州 立大 学 ，东兰 辛 １０ ７ ２密 ４ ８４ １２ ） ８ ２ — ２ ６
摘要： 提出并实现 了一种新型 的并联混合有源 电力滤波器（ Ｈ Ｐ ） Ｐ Ａ Ｆ 结构及其控制策 略． 即在一个低容量三相 Ａ Ｆ的 Ｐ
逆 变 器 交 流 输 出侧 串 接 Ｌ 串 联谐 振 无 源 滤 波 器 。 Ｌ 的存 在 大 大 降 低 了逆 变 器 所 承 受 的 基 波 电压 ， 传 统 并 联 Ｃ７次 Ｃ 与
ｈ ｓａ ｔｒ ｅ—ｈ ｓ ｉ ｇｅ ｔ ｎ ｄ ｓ ｒ ｓｒ ｓ ｎ ｎ ｅ Ｌ ｌ ｒ ｏ ｅ ｓ ｖ ｎｈ ｈ ｒ ｎ ｃ ｆ ｑ ｅ ｃ ｎ ｗ ｖ ｌ ｇ ａｉ ｇ ｔ ｒｅ・ ａ ｈ ｅ － ａ ｅｓｎ ｌ － ｅ ｅ ｉ ｅ ｏ ａ ｃ Ｃ ｆ ｔ ｒ ｈ ｅ ｅ ｔ ａｍｏ ｉ ｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｄ ａ ｌ ｏ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ・ ｐ ｕ ｅ ｉ ｅｆ ｔ ｒ ｏ ａ ｎ ｈ
无源滤波器和有源滤波器特点
无源滤波器:这种电路主要有无源元件R、L和C组成。
有源滤波器:集成运放和R、C组成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
无源滤波装置该装置由电容器、电抗器,有时还包括电阻器等无源元件组成,以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路,以达到抑制高次谐波的作用;由于SVC的调节范围要由感性区扩大到容性区,所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联,这样既满足无功补偿、改善功率因数,又能消除高次谐波的影响。
国际上广泛使用的滤波器种类有:各阶次单调谐滤波器、双调谐滤波器、二阶宽颇带与三阶宽频带高通滤波器等。
1单调谐滤波器:一阶单调谐滤波器的优点是滤波效果好,结构简单;缺点是电能损耗比较大,但随着品质因数的提高而减少,同时又随谐波次数的减少而增加,而电炉正好是低次谐波,主要是2~7次,因此,基波损耗较大。
二阶单调谐滤波器当品质因数在50以下时,基波损耗可减少20~50%,属节能型,滤波效果等效。
三阶单调谐滤波器是损耗最小的滤波器,但组成复杂些,投资也高些,用于电弧炉系统中,2次滤波器选用三阶滤波器为好,其它次选用二阶单调谐滤波器。
2高通(宽频带滤波器,一般用于某次及以上次的谐波抑制。
当在电弧炉等非线性负荷系统中采用时,对5次以上起滤波作用时,通过参数调整,可形成该滤波器回路对5次及以上次谐波的低阻抗通路。
有源滤波器虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点,在现阶段广泛用于配电网中,但由于滤波器特性受系统参数影响大,只能消除特定的几次谐波,而对某些次谐波会产生放大作用,甚至谐振现象等因素,随着电力电子技术的发展,人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器(Active PowerFliter,缩写为APF。
APF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。
新型混合型电力有源滤波器在电网谐波中的应用研究
。电力与能源ｏ
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｎ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩ Ｆ Ｒ ＴＯ
２１年 ０２
第 ２ 期 ７
新型混合型电力有源滤波器在 电网谐波中的应用研究
张 健 （ 宁省 电力 有 限公 司 阜新供 电公 司 安监部 辽
辽宁
阜新
１３ ０ ２ ０ ０）
ｆｒｔｉ ｏ ｏｏ ｙ ｓｒ ｔｒ ， ｒ ｎ ｌｚ ｄ ａ ｄ ｓｕ ｉｄ Ｔｈ ｎ ｔ ｒｕ ｈ ＭＡＴ ｏ ｈ ｓｔｐ ｌｇ ｔ ｕ ｅ ｗｅｅ ａ ａｙ ｅ ｎ ｔ ｄｅ ． ｅ ｈｏ ｇ ｕｃ ＬＡＢ ｓｍｕａｉｎ ｅｐｅ ｍｅ ｔｌｒｓ ｌｓｖ ｒ ｙｔ ｅｆａｉ ｉｔ ｎ ｅｉｂｌ ｙｏ ｉ ｌｔｏ ｘ ｒ ｎａ ｅｕｔ ｅｉ ｈ ｅ ｓｂｌ ｙａ ｄ ｒｌ ｉｔ ｆ ｉ ｆ ｉ ａ ｉ ｔｅｆｌ ｒ ｎ ｅ ｅｏ ｅ ｅ ｆｓ ｌ ｐ ｗｅ ａ ｒｔｒ ｒｔｔｐ ｘ ｒｍｅ ｔ ，ｈ ｒｎｃｃ ｍｐ ｎ ａｉｎ ｍｉｅ ｘ ｒｍｅ ｔｐｏ ｅ ｔｅａ ｔ ｅｐ ｗｅ ｌ ｒ ｈ ｔ ，ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ａｓｔｏ ｍａｌ ｏ ｒｌｂｏａｏ ｙｐｏｏｙ ｅｅ ｐｅｉ ｎａ ａ ｍｏ ｉ ｏ ｅ ｓ ｔ ｘ ｄ ｅｐｅ ｉ ｅ ｌ ｏ ｉ ｎ ｒｖ ｈ ｃｉ ｏ ｒｆ ｔ ｖ ｉ ｅ ｈ ｓｓｍｐ ｅｓｒ ｃｕｅ ｏ ｖ ｎｅ ｔｏ ｅａｉｎ ０ ｄ ｒａ－ｔ ｅ ｏｍａ ｃ ，ｈ ｒ ｎｃ ｃ ｍｐ ｎ ａｉｎ ｅｆｃ ｓｇ ｏ ｈ ｒ ｃｅｉｔｃ ｆｒｇｅ ｔｐ ｏ ｔｏ ｄ ａ ｉ ｌ ｔｕ ｔｒ ，ｃ ｎ ｅ ｉｎ ｐ ｒｔｏ ，ｇｏ ｅ ｌ ｉ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ａｍｏ ｉ ｏ ｅ ｓｔｏ ｆ ｔｉ ｏ ｄ ｃ ａａ ｔｒｓｉ， ｏ ｒ ａ ｒｍｏｉｎ ａ ｍｅ ｆ ｅ ｎ
有源电力滤波器与无源电力滤波器的区别
有源电力滤波器与无源电力滤波器的区别随着大量电力电子装置在电网的投入运行，谐波已被公认为电力系统的“污染”和“公害”，谐波问题以及谐波的治理问题随着电力系统的发展愈来愈引起广泛的关注。
目前谐波治理的方法主要有无源滤波技术和有源滤波技术两种。
无源滤波装置是目前应用最为广泛的谐波抑制手段，它是按照希望抑制的谐波次数专门量身制造的，采用电感、电容的调谐原理，将谐波陷落在滤波器中，以减少对电网的注入。
无源滤波装置结构简单，成本较低，技术已比较成熟，但是也存在着难以克服的缺陷：1、滤波特性受系统参数的影响较大，极易与系统或者其它滤波支路发生串并联谐振。
2、只能消除特定的几次谐波，而对其他的某次谐波则会产生放大作用3、滤波、无功补偿、调压等要求之间有时难以协调4、谐波电流增大时，滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载，甚至损坏设备。
5、有效材料消耗多，体积大有源滤波技术作为一种新型的谐波治理技术，是消除谐波污染、提高电能质量的有效工具，与无源滤波技术相比，有着无可比拟的优势，主要表现在以下几个方面。
1、实现了动态补偿，可对频率和大小均变化的无功功率进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应速度；2、有源滤波装置是一个高阻抗电流源，它的接入对系统阻抗不会产生影响，因此此类装置适合系列化，规模化生产；3、当电网结构发生变化时装置受电网阻抗的影响不大，不存在与电网阻抗发生谐振的危险，同时能抑制串并联谐振4、补偿无功功率时不需要储能元件，补偿谐波时所需要的储能元件不大5、用同一台装置可同时补偿多次谐波电流和非整数倍次的谐波电流，既可以对一个谐波和无功源进行单独补偿，也可对多个谐波和无功源进行集中补偿6、当线路中的谐波电流突然增大时有源滤波器不会发生过载，并且能正常发挥作用，不需要与系统断开7、装置可以仅输出所需要补偿的高次谐波电流，不输出基波无功功率，不但减小了有源滤波器的总容量，还可以避免轻负荷时发生无功倒送现象。
目前国内生产有源滤波装置的企业较少，而且滤波性能也不甚理想。
APF有源电力滤波器
谐波抑制
无源滤波器 （PF)
三调谐滤波器
C型滤波器 串联型APF
有源滤波器 (APF)
并联型APF 混合型APF
二、有源电力滤波器的原理
有源电力滤波器
工作原理：(主动） 产生和谐波源谐波电流具有相同 幅值而相位相反的补偿电流来达到消 除谐波的目的。
二、有源电力滤波器的原理
并联有源电力滤波器
二、有源电力滤波器的原理 一、谐波问题及研究现状
第一 部分
1 、含有半导体非线性元件的电力电子装置谐波源；例：二极管， 晶闸管； 2 、含有电弧和电磁非线性设备的谐波源。例：旋转电机、变压器、 电弧炉、交流电焊机及日光灯。
一、谐波问题及研究现状
谐波的危害： 1 、增加了系统中元件的附加谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备 的使用效率；大量的3次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾； 2 、谐波影响各种电气设备的正常工作； 3 、当谐波频率与输电系统固有的特征频率重合时，可能会放大谐波分 量，增加设备的附加损耗和发热，造成设备故障； 4 、谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪计量不 准确； 5 、谐波会对邻近的通讯系统造成明显的干扰，降低通讯质量。
第一部分 谐波问题及研究现状
目录
第二部分 有源电力滤波器的原理 第三部分 有源电力滤波器的系统构成
一、谐波问题及研究现状
谐波的定义： 谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数 倍。例如：我国电力系统的基波频率为50 Hz，因此2次谐波为100 Hz， 3次谐波为150 Hz. 谐波产生的原因： 电力系统中的各种非线性元件是产生高次谐波的主要原因。按照 非线性元件的类型，电力系统谐波源可以分为：
采样保持和A/D转换： 按照采样定理，信号的采样频率必须为信号频率的2倍才能复原该信号， 但实际中为了获得较好的效果，一般要求采样频率为信号频率的4倍以上才能 较好的得到该信号。
一种新颖的并联混合有源电力滤波器设计研究
ｉ，ＷＭ直流侧电容电压为 Ｕ ， Ｐ 交流测 电感为 Ｌ 则有 ： ，
ｉ ＋ ＋ ＝ ｉ ｉ ０ 。 （１）
方程 ： Ｌ Ｌ Ｌ ＝。ＫＵ ”＋ － ｂ ｕ Ｕ＋ ： ｕ ”＋ （３） （ ４） （５）
： 蛙
，蹦
ｒ嚣
● － ＿Ⅳ －－＿ ．－＿ Ⅳ一 Ⅳ ＿・ … － ＿ － － ． ・ 一 ． ＿ ． － ． ・ － ． 一 ・ ＿ ． ． ・ ． Ⅳ Ｊ
ｕ＋ ｂｕ＝ 。ｕ＋ ０
（ ２）
补偿 电流 ｉ是 由主电路中直流侧电容电压与交流侧 电源 电压的差值作用 于电感上产生的 ， 主电路的工作情况 由主电路 中六个开关器件 的通断组合决定 。 将特定 的开关组合所对应 的 工作情况称为工作模式 ， 可得下列描述主电路工作情况的微分
对 于三 相 桥 整 流 电路 这 样 的谐 波 源 ，Ｃ滤 波器 典 型 的 组 成 包 Ｌ 括 ５ 、 次 及 高 通滤 波 器 ， 时包 括 １ 次 甚 至 １ 次 滤 波 器 。 次 ７ 有 １ ３ 这样 可 以 通过 无 源滤 波 器将 谐 波 源 产 生 的谐 波 大 量 滤 除 ， 有 而 源滤 波 器 只 需 补偿 Ｌ Ｃ滤 波器 未 能 补 偿 的谐 波 ， 样 一 个 混 合 这
并 联 混 合 型 有 源 电力 滤 波 器 是 一 种 补 偿 电流 型谐 波 负 载
并联混合型有源电力滤波器 中， 除了无 源部 分以外 ， 有 还 很重要 的部分就是有源部分。 下面就对本文研究的有源部分进 行分析。为 了分析清楚混合型的拓扑 ， 先对最常见 的三相三线 制并联 型有源电力滤波器进行分析。
混合有源电力滤波器的设计与仿真
关键词 ： 合型 有源 滤波 器 ；串联谐 振 ；瞬 时无功 功 率理论 混
中图分 类 号 ： Ｍ １ ． Ｔ ７ ４３ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ：１０ — ６ ３ ２ １ ） ５ ０ ２ — ５ ０ ７ ２ ８ （ ０ ０ ０ — ０ ２ ０
Ｄｅ ｉｎ ａ ｄ Ｓ ｍ ｕａ ｉｎ ｏ ｈ ｙ ｒ ｔ ｅ Ｐ ｗｅ ｉｅ ｓｇ ｎ ｉ ｌｔ ｎ Ｔ ｅ Ｈ ｂ ｉ Ａｃ ｉ ｏ ｒＦ ｌ ｒ ｏ ｄ ｖ ｔ
振 式混 合有 源滤波 器。 出 了混合 有源 滤波 器的拓 扑结 构及 主要特 点 ， 给 并基 于瞬 时无功 理论 的 ｉ 一
电流检 测算 法搭 建 了 实验模 型． 实验模 型仿 真结 果表 明 ， 混合 有 源滤 波 器较 好地发 挥 了无 源滤 波
器和有 源滤 波器 的优 点 ， 同时极 大 限度地 减 小 了有 源 滤波 器的容 量 ， 改善 了无源 滤 波 器的性 能 ， 对 电网 中的谐 波 电流分 量具 有 良好 的 滤除特 性．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｙ ｉｄ ａ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｌｅ ；ｓ ｒｅ ｅ ｏ ａ ｃ ｄ ｈ ｂｒ ｃｉ ｏ ｒｆ ｔ ｒ ｅ ｉｓ ｒ ｓ ｎ ｎ ｅ；ｉ ｓａ ｔ ｎ ｏ ｓ ｒ ａ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｈ ｏ ｖ ｉ ｎ ｔｎ ａ ｅ ｕ ｅ ｃ ｉ ｏ ｒｔ ｅ ｒ ｖ ｙ
如 果单 独 使 用 有源 滤 波 器 ， 则要 求 其 装 置具 有
０ 引 言
随着 电力 电子 装置 的 广泛 应 用 ， 电力 系统 的谐
较 大 的容量 ， 因此 单 独使 用 的有 源 滤 波 器 在 大容 量 高 电压 的场合 不 可行 ． 近年 来 结 合 有 源 滤波 器 和 无 源 滤波 器 的混 合 式有 源 滤 波 器 ， 现 了 两 者 的优 势 实 互 补而 又弥补 各 自缺 点 ， 得 混 合 有 源 滤 波器 兼 具 使
APF-APF(有源电力滤波器)有何优点-
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。
3、有着大容量的补偿力有源滤波器的补偿能力跟IGBT容量有很大关系，大容量谐波就很难补偿了，有源电力滤波器可以做到不受限制的并柜扩容，实现了大容量的谐波补偿，并且大大降低了成本。
有源电力滤波器课件
与有源电力滤波器并联的小容量一阶高通滤波器
（或者二阶），用于滤除APF所生的补偿电流中开关 频率附近的谐 波。
其补偿电流基本上由APF提供，这是有源电力滤 波器中最基本的形式，也是目前应用最多的一种。
图6.3 单独使用的并联型
这种补偿方式可用于：
有源电力滤波器
(1) 只补偿谐波；
(2) 只补偿无功功率，补偿的多少可以根据需要连续调节；
第六章有源电力滤波器
式(6-2)可表示为：
式(6-4)中k为频率系数，如k=0对应直流分量变换项，k=3对应三次 谐波变换项。由此，可以根据对特定次谐波进行补偿的要求，只作相应次 数的傅利叶变换。
此外，根据正余弦项初始相位的不同，还可得到基波无功和基波有功 分量。如，当采样与输入正弦信号同步时，则基波余弦的傅利叶反变换项 就对应于无功补偿电流。若要补偿谐波和无功，可用负载电流信号减去基 波有功分量得到补偿电流指令。
第六章有源电力滤波器
式中， ——神经元的阈值； ——神经元的输入，它由参考输入和其当前时刻以前的值组成
； ——迭代次数。
检测电路的输出为：
和 的调节采用Delta算法来进行。调节公式为：
式中， ——学习率
第六章有源电力滤波器
将上两式两端同除以输入信号的采样周期T，可得：
若T取得足够小，可将离散变量看成连续变量，则可分别变换为 ： 积分得：
指令电流运算电路的作用是根据APF的补偿目的得出补偿电流的指令信号，即
期望由APF产生的补偿电流信号。
具体而言，补偿目的大体上可分为以下几种：
(1) 只补偿谐波；
(2) 只补偿无功功率；
(3) 同时补偿谐波和无功功率；
以作为负载的三相桥式全控整流器的触发延迟角
有源电力滤波器讲解课件
4，谐波的抑制
谐波电流是一切谐波问题的根源，谐波电压也是由于谐波电流导 致的，即谐波电流和配电系统上产生的阻抗导致的电压降。因此， 一般在研究谐波导致的危害时，主要指谐波电流的危害。因此，解 决谐波也是从谐波电流入手。 抑制谐波，我们在电磁兼容上学过，主要有两种方式即有源滤波和无 源滤波。源我们从简单字面上讲就是电源，电压源或者电流源，
根方法2：从等效电路分析：
分析得 并联型APF本质上属于受控电流源； 串联型APF属于受控电压源。
负载整流电路的非线性负载： 直流侧 电感滤波 的整流电路属于电流型谐波源； 直流侧 电容滤波 的整流电路属于电压型谐波源。
并联型APF适合：补偿 直流侧电感滤波的整流电路 — 电流型谐波源。 串联型APF适合：补偿 直流侧电容滤波的整流电路 — 电压型谐波源。
偿以及三相系统中的不平衡电流等。 串联型通过一个匹配变压器，将APF串联与电源与负载之间，以消
除电压谐波、平衡或调整负载的端电压。损耗较大，各种保护电路也较复 杂。只消除高次谐波。
混合型，在串联型基础上使用了一些大容量的LC滤波网络来承担抵 消低次谐波，进行无功补偿。
串—并联型，结合了串联和并联优点，能解决电网中发生的大多 数电能质量问题。但控制复杂，造价较高。
基于PSCAD实现 有源电力滤波器
APF仿真
王思祥
设计整体思路
• 在对有源电力滤波器(APF)的结构和运行特性进行分析的基础 上，利用电磁暂态仿真软件PSCAD 对APF 系统的运行过程 进行了仿真，建立了系统的仿真模型，设计了基于瞬时无功 功率理论的控制系统，给出了在负荷电流突变等情况下APF 的动态响应曲线。
（2）突加负载时的仿真过程分析
• 右图所示为在0.4S 时突加负载前后系统 网侧A相电流波形（ 第一个子图所示）。 由图可见，APF在负 载突变的情况下仍能 快速地进行系统谐波 补偿，且稳定后其电 流波形接近于标准的 正弦波。
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Ａｂｔａｔ Ａ ｔ ｅｐｗ ｒｆｔ （ Ｐ ）ａｄ ｐｓｉ ｌ ｒＰ ）ａｅｔｏｋｎｓｏ ａａｅ ｄｖｃ ｉｅ ｓｄ ｆ ａｍ ｎｃ ｓ ｃ ： ｃｉ ｏ ｅ ｌｒ Ａ Ｆ ｎ ａｓ ｅｆｔ （ Ｆ ｒ ｗ ｉｄ ｆ ｒｌｌ ｅｉｅｗｄｌ ｕｅ ｒｈ ｒ ｏ ｉ ｒ ｖ ｉｅ ｖ ｉｅ ｐ ｌ ｙ ｏ
受 到 人们 的 普遍 关 注 和 重 视 。安 装 滤 波 装 置 是 最 常 用 的减 小 谐波 的方 式 。 Ｆ也 称 为 Ｌ Ｐ Ｃ滤 波器 ． 是 目前 应用 较广 的滤 波 装 置 ， 由滤波 电 容器 、 电抗 器 和 电阻器 适 当 组合 而 成 【。但 Ｐ ｌ ｊ Ｆ仅 能 对特 定 的谐
ｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｎ Ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆ ｈ ｒ ｎ ｃ ｉ ｅ ａ ｃ ｆ ｌａ ｎ ｙ ｔｍ ｎ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ ｅ ｅ ｔ ａ ｅ ｔ ｅ ｒｔ ａｌ ｎ — ｏ ｅ ｓ ｔ ． ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ａ ｍｏ ｉ ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｏ ｏ ｄ ａ ｄ ｓ ｓｅ ｏ ｏ ｅ ｓ ｔ ｆ ｃ ｈ ｏ ｅ ｉ ｌ ａ ａ ｏ ｌ ｏ ｒ ｃ ｙ ｌ
第４ ６卷 第 ５期
２ ２年 ５月 ０１
电 力 电子 技 术
Ｐ ｗ ｒＥ ｅ ｔ ｎ ｃ ｏ ｅ ｌ ｃｒ ｉｓ ｏ
Ｖｏ ．６．Ｎｏ５ １ ４ ．
Ｍ ａ ０１ ｖ２ ２
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 ２ １０ ；２河北 红松风 力发 电股 份有 限公 司 ，河 北 承 德 ０１８ ． 电力滤 波器 （ Ｐ ） 有 Ａ Ｆ 和无源 滤波 器 （ Ｆ 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 Ｐ） 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 。 阻抗 分析 的基础上 ， 在 比较 了 Ｐ Ｆ和 Ａ Ｆ并 联混合 补偿 时 ， 同接 线方 式下对 补偿 效果 的影响 ， 提 Ｐ 不 并 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 ： 源 电 力 滤 波 器 ；无 源 滤 波 器 ；谐 波 治 理 ；电 能 质 量 有
中图分 类号 ：Ｎ １ Ｔ ７ ３． ８
文献标识码 ： Ａ
文章编号：０ ０ １０ ２ １ ）５ ０ ８— ３ １０ — ０ Ｘ（０ ２ ０ — ０ ４ ０
Ｓ ｕｄ ｆ Ｃｏ ｂ ｎ ｄ ｅ ｏ ｔｖ ｗｅ ｌｅ ｎｄ Ｐａ ｓｖ ｌｅ ｔ ｙ ｏ ｍ ｉ ｅ Ｕｓ ｆ Ａｃ ｉ ｅ Ｐｏ ｒ Ｆｉｔ ｒ ａ ｓ ｉ ｅ Ｆｉ ｒ ｔ
Ｚ Ａ Ｇ Ｘ ｕｊａ １ Ｈ Ｏ Ｘａ ｇｈ ａ ，Ｙ Ａ ａ Ｈ Ｎ ｉ－ ｎ ，Ｚ Ａ ｉ ．ｕ Ｕ Ｎ Ｔ ｏ ｕ ｎ
（ ．ｉ ｕｎＱ ｎｎｎ ｌ ｔｃｌ ｎ ｌｃ ｏｉ ｏ ，Ｌｄ ｈｎｈ ｉ ０ １ ８ ｈｎ １Ｓ ｙ ａ ｉ ｅｇＥｅ ｄ ａ ａｄ Ｅｅ ｔ ｎ ｓＣ ． ｔ ，Ｓ ａｇ ａ ２ １０ ，Ｃ ｉ ｅ ｇ ｃ ｒ ｃ ａ）
ｉｅ ｔ ｅ ｅａｉ ｎ ｈｐ ｂ ｔ ｅ ｏ ｄ ｃ ｒｅ ｔ ａ ｄ ｍｐ ｄ ｎ ｅ Ｓ ａ ｓ ｏ ｃ ｕ ｅ Ｏｎ ｔ ｉ ａ ｉ ．ｈ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｚ ｄ，ｈ ｒｌ ｔ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎ ｌ ａ ｕ ｒ ｎ ｎ ｉ ｅ ａ ｃ ｉ ｌ ｏ ｃ ｎ ｌ ｄ ｄ． ｈ ｓ ｂ ｓ ｔ ｅ ｏ ｎ ｃ ｉ ｍｏ ｅ ｆ ｏ ｓ ｏ ｄ ｏ
１ 引 言
随 着 电气 机 车 、工 业 电炉 等 非 线 性 负 荷 的迅 速 增 加 ， 波 污 染 问题 日趋 严 重 ． 波 治理 也 因此 谐 谐
２ 并 联 设 备 理 想 补 偿 时 电流 分 布
Ｐ Ｆ为 阻抗 型 设 备 。 根据 其 接 地 点 可 并 入 系 统
阻抗 或 负荷 阻抗 中 ： Ｐ Ａ Ｆ为有 源 设 备 ， 时检 测 接 实 入系 统 中需 要 补 偿 的谐 波 或 无 功 电流 ．通 过 控 制 电力 电子 器 件 ， 反 向 电流 注 入 系 统 中 ， 将 实现 滤 除 谐 波 、 制 谐 振 、 高 功 率 因数 等 功 能 。采 用 瞬 时 抑 提 电流 跟 踪 算 法 ， Ｐ Ａ Ｆ的输 出 电流 可 精 确 跟 踪 给 定 的参 考 电流 变 化 ， 因此 可 将 其 等 效 为 一个 可控 的 电流 源 ， 效 电路 如 图 １ 示 。 等 所
ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｓ ｓｅ ｏ Ｆ ａ ｄ Ｐ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ， ｎ ｏ ｔ ｎ ｉｎ ｎ ｐ ａ ｔ ａ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ． ｈ ｘ ｅ — ｏ ｉ ｅ ｙ ｔ ｍ ｆ ＡＰ ｎ Ｆ ｉ ｉｃ ｓ ｅ ａ ｄ ｓ ｍｅ ａｔ ｔ ｓ ｉ ｒ ｃｉ ｌａ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ Ｔ ｅ ｅ ｐ ｆ ｅ ｏ ｃ ｃ ｏ ｉ ｍｅ ｔ ｅ ｕ ｔ ｖ ｒｆ ｅ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ． ｎ ａ ｒ ｓ ｌｓ ｅ ｉ ｔ ｏ ｃｕ ｉ ｎ ｌ ｙｈ Ｋｅ ｗｏ ｄ ａ ｔ ｅ ｐ ｗ ｒ ｆ ｔ ｒ ａ ｓｖ ｌ ｒ ａ ｍｏ ｉｓ ｅｉ ｎ ｔ ｎ；ｐ ｗｅ ｕ ｉ ｙ ｒ ｓ： ｃｉ ｏ ｅ ｌ ；ｐ ｓ ｉｅ ｆ ｔ ；ｈ ｒ ｎｃ ｌｍｉ ａｉ ｖ ｉ ｅ ｉｅ ｏ ｏ ｒｑ ａ ｔ ｌ ｙ