近幾年來(lái)，配電網(wǎng)中整流裝置、變頻調(diào)速裝置、工業(yè)電源以及各種電力電子裝置不斷曾加，造成了負(fù)荷的非線性、不平衡性使得電力系統(tǒng)的電壓、電流發(fā)生畸變，嚴(yán)重的影響了供電質(zhì)量。因此，為了解決電力系統(tǒng)中諧波和無(wú)功問題，提高電網(wǎng)供電質(zhì)量，人們提出了有效抑制諧波和補(bǔ)償無(wú)功的有源電力濾波器。下面一起來(lái)了解它的原理和作用吧：

1.簡(jiǎn)介

有源電力濾波器(ActivePowerFilter，簡(jiǎn)稱APF)是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。

有源濾波器之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源(用以補(bǔ)償主電路的諧波)，其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)(傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功。

有源濾波器示意圖

2.工作原理

有源濾波器是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，制成的新型電力諧波治理專用設(shè)備。它的兩大組成部件是指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路。指令電流運(yùn)算電路能對(duì)線路中的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)會(huì)將模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)由高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，達(dá)到將諧波與基波分離的效果，并以脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)的形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路輸送驅(qū)動(dòng)脈沖，同時(shí)驅(qū)動(dòng)IGBT或IPM的功率模塊，以生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等且極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，再利用補(bǔ)償電流對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消，最終達(dá)成主動(dòng)消除電力諧波的作用。

有源濾波器原理圖

3.作用

3.1濾除電流諧波

可以高效的濾除負(fù)荷電流中2~25次的各次諧波，從而使得配電網(wǎng)清潔高效，滿足國(guó)標(biāo)對(duì)配電網(wǎng)諧波的要求。該產(chǎn)品真正做到自適應(yīng)跟蹤補(bǔ)償，可以自動(dòng)識(shí)別負(fù)荷整體變化及負(fù)荷諧波含量的變化而迅速跟蹤補(bǔ)償，80us響應(yīng)負(fù)荷變化，20ms實(shí)現(xiàn)完全跟蹤補(bǔ)償。

3.2改善系統(tǒng)不平衡狀況

可完全消除因諧波引起的系統(tǒng)不平衡，在設(shè)備容量許可的情況下，可根據(jù)用戶設(shè)定補(bǔ)償系統(tǒng)基波負(fù)序和零序不平衡分量并適度補(bǔ)償無(wú)功功率。在確保濾除諧波功能的基礎(chǔ)上有效改善系統(tǒng)不平衡狀況。

3.3抑制電網(wǎng)諧振

抑制電網(wǎng)諧振不會(huì)與電網(wǎng)發(fā)生諧振，而且在其容量許可范圍內(nèi)還可以有效抑制電網(wǎng)自身的諧振。這是無(wú)源濾波裝置無(wú)法做到的。

3.4多種保護(hù)功能

具備過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、溫度過(guò)高、測(cè)量電路故障、雷擊等多種保護(hù)功能，以確保裝置和電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，并可在負(fù)荷較輕時(shí)自動(dòng)退出運(yùn)行，充分考慮運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

以上就是有源濾波器的原理與作用介紹了。隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)有源濾波器已經(jīng)在各種重大項(xiàng)目上的代替的進(jìn)口產(chǎn)品。目前，有源濾波器已經(jīng)運(yùn)用在提高電能質(zhì)量，解決三相電力系統(tǒng)中終端電壓調(diào)節(jié)，電壓波動(dòng)抑制，電壓平衡改善以及諧波消除和無(wú)功補(bǔ)償?shù)葐栴}上。