有源电力滤波器

近年来，随着电力电子技术的广泛应用，电能得到了更充分的利用。

然而，电力电子设备本身的非线性也会导致电网的电压和电流失真。

这些高度非线性器件数量的增加和额定容量的增加使得电力系统的谐波污染问题变得越来越严重，这已成为电能质量的影响。

公共危害对电力系统的安全和经济运行有很大影响;另一方面，电源侧及其电力系统设备，用户及其电器对电能质量的要求越来越高，这种矛盾使人们和谐化。

波浪污染问题越来越受到重视。

根据中国电力，中国电力质量问题造成的年度能源损失高达400多亿元。

冶金，铁路和矿山等企业的谐波严重超标。

由于谐波问题和大规模停电导致的切换行程即使是电力系统脱离等事故也并不少见。

因此，电力系统谐波污染综合治理已成为科技工作者面临的重要研究课题。

有源电力滤波器具有高可控性和快速响应，可以跟踪和补偿频率和幅度发生变化的谐波。

因此，它受到了广泛的关注，成为国内外供电系统谐波抑制研究的热点。

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根据电路拓扑结构，有源电力滤波器可分为并联型，串联型，串并联型和混合型。

图1并联有源滤波器图1显示了并联有源滤波器的基本结构。

它主要适用于平衡三相系统中电流源型非线性负载，无功补偿和不平衡电流的谐波电流消除。

目前，并联有源滤波器技术成熟，是目前应用中使用最广泛的有源滤波器拓扑结构。

图2串联有源滤波器图2显示了串联有源滤波器的基本结构。

它通过匹配变压器将有源滤波器串联在电源和负载之间，以消除电压谐波，平衡或调整负载的端电压。

与并联有源滤波器相比，串联有源滤波器损耗大，各种保护电路也很复杂。

因此，很少研究单独使用的串联有源滤波器，并且大多数它们被用作混合有源滤波器的一部分进行研究。

图3混合有源滤波器图3显示了混合有源滤波器的基本结构。

它基于串联型有源滤波器，并使用一些大容量无源L-C滤波器网络来承担消除低次谐波和执行无功补偿的任务。

该系列有源滤波器仅承担消除高阶谐振和阻尼无源LC网络和线路阻抗引起的谐波谐振的任务。

因此，串联有源滤波器的电流和额定电压大大降低（功率容量可以降低到小于负载容量的5％），这降低了有源滤波器的成本和体积。

从经济角度来看，这种结构形式目前是推荐的解决方案。

然而，随着电力电子设备的性能持续增加并且成本持续降低，混合有源滤波器可以由具有更高性能比的有源滤波器代替。

图4串并联有源滤波器图4显示了串并联有源滤波器的基本结构。

它结合了串联有源滤波器和并联有源滤波器的优点，可以解决电气系统中出现的大多数电能质量问题，因此它也被称为通用有源滤波器或统一电能质量调节器（UPQC）。

类似活动的过滤器的主要问题是控制复杂且成本高。

1，并行访问，易于安装和维护; 2，同时滤除20多种谐波; 3，最高可以滤除到50次谐波; 4，有源滤波，保持谐波含量小于5％; 5，动态实时跟踪补偿，响应速度快; 6，滤波效果不受电网阻抗的影响; 7，自动抑制过载，无共振风险; 8，可以并行运行多个模块; 9，可同时补偿谐波和无功10，无高频纹波电流干扰; 11，滤波效率高，功率损耗低; 12，多重保护功能，确保系统安全可靠运行; 13，数字控制，中文液晶显示; 14，故障自诊断功能，历史事件记录功能; 15，RS485接口，标准MODBUS通讯协议，电脑远程监控功能。

1.通过抑制谐波，净化电网，节省8％-20％的综合用电成本，设备可以快速有效地收回投资成本（一般不超过两年）; 2.节省电力变压器和电缆扩容成本，提高电力变压器的使用寿命; 3.滤除谐波，确保电源安全，避免电力事故（如电气火灾或因停电而停止生产）; 4.滤除谐波，延长电子设备和元件的使用寿命，如无功补偿电容器; 5，提高功率因数，功率因数可以达到0.95-1（满足电力对企业的用电要求，避免高额罚款，甚至停止供电）。