电能质量讲座第六讲电力滤波装置
有源电力滤波器装置主要应用于什么场合
有源电力滤波器装置主要应用于什么场合安科瑞王志彬2019.03小编给大家分享下有源电力滤波器装置主要应用场合领域：随着国内外电力电子技术的发展，大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域，如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等，故国内外电网中的谐波污染状况日益严重。
电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热，使电力电容器组工作不正常，甚至造成热击穿损坏；对电力系统中的发电机、调相机、继电保护自动装置和电能计量等也有很大危害，严重时会引发设备误动作，造成重大事故；谐波污染对通信、计算机系统、高精度加工机械，检测仪表等用电设备也有严重的干扰。
因此，必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波。
在低压配电网中这些谐波污染问题显得尤为突出，严重影响到各种类大型厂矿的正常生产，如钢铁、煤矿、化工、纺织等企业，以及IT和大规模微电子集成电路企业，造成产品报废，生产线停产，生产设备的寿命骤减甚至损坏。
目前用户通常采用并联型无源滤波器来抑制谐波，但存在不少缺陷。
现在的趋势是采用电力电子装置进行谐波补偿，即有源电力滤波器（APF）与前者相比apf有源滤波器能对变化的谐波进行迅速的动态跟踪补偿，而且补偿特性不受电网阻抗的影响。
有源电力滤波器装置必定是消除谐波的主导产品安科瑞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，频率是基波频率整数倍的分量为谐波。
谐波是电能质量的重要指标。
1.2谐波的危害●谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。
大量三次谐波流过中线会使线路过热，甚至引起火灾。
关于安装有源电力滤波器提高电能质量的探讨
关于安装有源电力滤波器提高电能质量的探讨摘要：本文主要阐述了有源滤波器的相关理论知识，详细研究了有源滤波器所具有的优势，且主要从有源滤波器的应用优势和产生的经济效益方面进行探讨。
关键词：有源电力滤波器；电能质量；改善随着我国社会的发展，我国的电力系统不断地进行升级和更新，且增加了多种电力电子设备，如电弧炉、变频调速装置、电网中整流器等，而这些电力电子装置的不平衡性、冲击性、非线性等特性严重影响了电能质量。
而在现代社会经济条件下，层出不穷的新型电子设备对电能质量的要求也越来越高。
因此，积极研究治理电能质量的措施已经成为电力事业发展的研究重点，而本文主要对有源电力滤波器的应用进行研究，以达到提高电能质量的目的。
1有源滤波器的相关理论谐波的危害电网给交流调压、二极管整流器、变频器等非线性负载供电时，电流波形会产生异变，不仅有基波，还有谐波。
谐波会直接消耗基波无功功率，进而给电网和用电户带来较大的影响。
谐波会对变压器、电容器、旋转电机等设备的正常运行带来较大的影响，设备无法正常工程，且设备绝缘老化速度加快、使用寿命缩短，产生这种情况的主要原因是频率升高带来的涡流、磁滞、集肤效应等，谐波电流会附加损耗转子回路、电机绕组和转子定子铁心，提高的电机温度，使电机出现局部过热现象，进而加速设备老化，情况严重时会使设备发生故障。
不仅如此，谐波会提高电网谐振发生率，主要原因是电网普遍应用了补偿功率因数的电容器，以补偿无功功率，提高功率因数，且电网中还有感性部分，而电网中的电容和感性部分会为谐振提供条件，进而对某频率谐波产生较高的电流或电压，超出设备承载能力而损坏，从而产生事故。
由此可见，谐波具有较大的危害，极大地影响了电能质量，应采用有效的措施予以消除。
（二）有源滤波器工作原理目前提高电能质量的方法中，有源电力滤波设备替代传统无源补偿设备是重要的一种措施。
但是在有源滤波器的实际应用过程中，依然存在较多的问题，如控制鲁棒性差、补偿精度低、设备相应速度慢等。
滤波器在电力系统电能质量监测中的应用
滤波器在电力系统电能质量监测中的应用电能质量是指供电系统中电压、电流和频率等电气参数的波形和稳定性是否符合所要求的标准。
电能质量问题会导致电网中的电器设备无法正常工作，甚至引发故障和损坏。
为了保障电能质量，滤波器成为电力系统电能质量监测中不可或缺的重要工具。
本文将介绍滤波器在电力系统电能质量监测中的应用。
一、滤波器概述滤波器是一种能够将特定频率范围内的信号通过，并阻止其他频率范围的信号传输的设备。
在电力系统中，滤波器主要用于消除电力设备与传输线路中产生的谐波、噪声等电磁干扰，提高电能质量。
二、滤波器在电能质量监测中的重要性1. 谐波滤波谐波是电力系统中常见的一种电能质量问题，它会使电网中的电气设备产生电压、电流畸变，影响设备正常运行。
滤波器能够根据谐波信号的频率特性，选择性地滤除谐波信号，减小谐波对系统的影响，从而改善电能质量。
2. 噪声滤波电力系统中存在各种噪声信号，如高频噪声、电磁辐射干扰等。
这些噪声信号会干扰电网中的正常电能传输和设备运行，降低设备的可靠性和性能。
滤波器能够滤除这些噪声信号，保证电能质量的稳定和可靠。
3. 电磁干扰滤波电力系统中的设备和传输线路会产生电磁辐射，这些辐射信号可能会干扰其他设备的正常工作。
滤波器能够选择性地滤除电磁干扰信号，降低电磁辐射对其他设备的影响，提高电网的稳定性和安全性。
三、滤波器的种类及其特点1. 无源滤波器无源滤波器采用被动元件（如电感、电容、电阻等）组成的电路，能够实现对特定频率信号的滤波。
它具有结构简单、成本低廉的优点，但其滤波特性随着频率的变化而变化，且难以适应复杂的电网环境。
2. 有源滤波器有源滤波器在无源滤波器的基础上，引入了放大器等有源器件，能够在一定频率范围内实现精确的滤波效果。
有源滤波器具有滤波精度高、适应性强等优点，但相应地成本较高，且需要额外的能量供应。
3. 自适应滤波器自适应滤波器是一种根据电网中实时电能质量状况调整滤波参数的滤波器。
滤波器技术讲座系列
LC滤波器技术
三奇科技有限公司
LC滤波器技术讲座
讲座内容
• LC滤波器基本知识介绍 • LC滤波器器性能特点 • LC滤波器器使用说明
LC滤波器基本知识介绍
引言： LC滤波器由于其价格优势、且不受硬件限制，广泛应用于电力、油 田、钢铁、冶金、煤矿、石化、造船、电铁、新能源等行业。 1.滤波器定义 滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。主要作用是：让有用信 号尽可能无衰减的通过，让无用信号尽可能大的衰减。
LC滤波器性能特点
（2）典型应用
• 在电路和电子高频系统中有较好的选频滤波作用，并能抑制带外无用 信号及噪声 • 在航空、航天、雷达、通信、电子对抗、广播电视及各种电子测试设 备中应用
（3）极限参数
• 最大输入功率：2W • 工作温度范围：－５５℃~８５℃ • 储存温度范围：－６５℃~１２５℃
LC滤波器性能特点
通过频率 MHZ) DC~0.5 DC~10 DC~50 DC~120 DC~180 DC~230 DC~300 DC~600 3dB截止 频率(MHZ) 0.5 10 50 120 180 230 300 600 过渡频率 带宽(MHZ) <0.2 <2 <10 <20 <36 <45 <50 <100 远端带外 插入损耗 带内波动 驻波比 抑制（dB） （dB） >50 >50 >50 >50 >50 >50 >50 >50 <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <1.5:1 <1.5:1 <1.5:1 <1.5:1 <1.5:1 <1.5:1 <1.5:1 <1.5:1 SPC /D8A /D4A /MF 封装 型号
有源电力滤波器在配网电能质量控制中的应用
有源电力滤波器在配网电能质量控制中的应用摘要：对于整个电网而言，当非线性电力用户负荷出现后会产生谐波电流，电网电压发生畸形的几率较高，严重影响了同线路相关用户的电力质量。
长时间以来，在电力系统中谐波治理问题都是一项十分关键的任务。
传统谐波治理处理方式，主要是采用以LC无源元件为核心的谐振装置，将其进行并联，利用无源支路完全吸收低阻特性的谐波。
谐振条件对线路阻抗的影响较为深刻，很容易因为失谐致使滤波效果差强人意。
随着PWM技术、全控性电力半导体器件的日益成熟，各种新型电力谐波治理装置不断涌现，其中具有代表性的是有源滤波器（APF）。
重复控制这种控制算法主要是以内模原理为基础，其可以精准跟踪周期性的参考信号，具有实现难度小、结构简单的特点，因此积极运用于有源电力滤波器中。
关键词：有源电力滤波器；配网；电能质量；应用1有源电力滤波器有源电力滤波器是一种谐波电流滤波装置，它将补偿后的谐波电流引入电网，用于抵消负载形成的谐波电流。
它具有高机动性和快速响应，可以实现适度补偿，并且不会改善电网的电容性组件。
它比无源滤波器具有更好的滤波效果，但成本较高。
与无源滤波器（下称功率因数）相比，有源滤波器（下称APF）具有以下优点：a）滤波特性不受系统软件特性阻抗的影响。
b）与系统特性阻抗不易产生串联或串联谐振，系统结构的变化不会影响修复的实际效果。
c）原则上，它比功率因数更优秀，可以用一个设备完成对每个谐波的处理。
d）动态调节已经完成，可以快速响应谐波数量和大小的变化。
e）因为设备本身可以完成输出限制，所以即使谐波分量扩大，也不会加载。
f）它具有各种补偿功能，可以补偿无功负载和负序。
g）能够对多个谐波源进行统一调节。
2有源电力滤波器在配网电能质量控制中的应用2.1单相并联型APF的设计2.1.1基于变换器直流侧电压的谐波电流检测法并联型APF的变换器直流侧都有一个大电容，用于储存电能，其大小影响补偿效果。
基于变换器直流侧电压的谐波电流检测法的思路是，将电容电压与设定的参考电压相比较，得到含有扰动量的信号，将该信号馈送到一个PI控制器中，该控制器能调整输入信号得到无扰动的输出信号，该输出信号就是负载电流基波分量的幅值。
电能质量分析 有源滤波综述.
• 大多数采用负载电流检测方式
西安交通大学电力电子与新能源技术研究中心
2018年12月16日
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7.5 其他功能
• 除补偿谐波电流外，还可具有如下功能
– 可补偿基波无功 – 平衡三相电压 – 抑制电压闪变等
• 355台设备中有76台（21%）附有补偿基 波无功的功能
西安交通大学电力电子与新能源技术研究中心
³ » Í Ò µ ç Ä Ü µ ÷ Ú Æ ½ ÷
西安交通大学电力电子与新能源技术研究中心
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5 APF的分类（续）
• APF按照主电路性质分类
– 电压型 – 电流型
• 使用的器件
– IGBT
– GTO
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2018年12月16日
+
Ud
– 时域方法
• 基于傅立叶变换的检测方法
– 频域方法 – FFT、DFT及改进方法
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2018年12月16日
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6.2 并联型APF的控制方式
• 检测负载电流控制方式
iS iL iC APF
• 检测电源电流控制方式
½ Á » ÷ ç Í µ ø
º Ô ¸ Ø
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7.6 与LC无源滤波器混合使用情况
7.6.2 有源与无源滤波器混合使用的结合方式
1991年至1995年
355套
• 以下以日本为例进行介绍(参考1997年日 本电气学会的报告)
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7.1 生产台数和容量
滤波器在电力系统电能质量改善中的应用
滤波器在电力系统电能质量改善中的应用滤波器是电力系统中常用的设备，用于将电力系统中的噪声、谐波和其他干扰信号滤除或降低，以改善电能质量。
本文将探讨滤波器的工作原理、常见类型、应用场景以及在电能质量改善中的作用。
一、滤波器的工作原理滤波器的基本工作原理是根据频率选择性，将特定频率范围内的信号通过，而剔除其他频率的干扰信号。
它利用电容、电感或者二者的组合来实现信号的滤波。
滤波器根据其传递函数的特点，可以将信号分为低频、高频和带通等。
二、常见类型的滤波器1. 低通滤波器：低通滤波器可将高频信号滤除，只传递低频信号。
它广泛应用于电力系统中，用于滤除谐波和高频噪声。
常见的低通滤波器包括LC滤波器、RC滤波器等。
2. 高通滤波器：高通滤波器与低通滤波器相反，它能够滤除低频信号，只传递高频信号。
在一些特定的应用场景中，需要滤除低频干扰，例如功率谐波。
3. 带通滤波器：带通滤波器可以选择某个频率范围内的信号进行传递。
它适用于需要选取某个频率带宽的信号传输，例如在特定频率范围内的电力故障检测。
4. 带阻滤波器：带阻滤波器（也称为陷波滤波器）与带通滤波器相反，它能够滤除某个频率范围内的信号，而传递其他频率的信号。
常见的应用场景包括去除特定频率的噪声。
三、滤波器在电能质量改善中的应用1. 谐波滤波：电力系统中存在的谐波会导致电能质量下降，甚至对设备造成损坏。
滤波器可以检测并滤除谐波，以减少其对电能质量的影响。
通过在谐波频率附近添加并调整谐波滤波器，可以显著改善电能质量。
2. 故障检测：滤波器可以用于电力系统中故障信号的滤波和检测。
通过选择特定频率范围的信号，可以有效检测出系统中的故障信号，从而及时采取措施防止电能质量的下降。
3. 电能质量监测：滤波器可以与电能质量监测设备结合使用，对电力系统中的噪声和干扰信号进行滤除，保证电能质量监测的准确性和可靠性。
通过合适的滤波器选择和配置，可以实现对不同频率范围的信号进行准确分析和判断。
电力滤波器简介
电力滤波技术简介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。
一、有源滤波器与无源滤波器有源电力滤波器（APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功；三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论；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。
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！目前有源滤波器能滤到50次谐波; 无源滤波器只能针对3，5，7，9等几次谐波。
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。
有源电力滤波器的基本原理
有源电力滤波器基本原理及设备目录一．APF 的系统构成 ................................................................ 错误！未定义书签。
二．APF 特性 ............................................................................ 错误！未定义书签。
三.APF的组成和功能 ................................................................ 错误！未定义书签。
四．技术参数及规格型号 ........................................................ 错误！未定义书签。
五．经典案例.............................................................................. 错误！未定义书签。
六、谐波无功节能...................................................................... 错误！未定义书签。
七、谐波无功治理设备的选择.................................................. 错误！未定义书签。
有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点。
有源电力滤波器的基本原理如下图所示：检测补偿对象的电压和电流，经指令电流运算电路计算得出补偿电流的指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大，得出补偿电流，补偿电流与负载电流中要补偿的谐波及无功等电流抵消，最终得到期望的电源电流。
滤波器在电力系统电能质量控制中的应用
滤波器在电力系统电能质量控制中的应用电力系统的稳定运行和供电质量是现代社会正常运转的基础。
然而，随着电力负荷的增加和电源的多样化，电力系统中的电能质量问题也日益突出。
其中，电力系统中的谐波、毛刺和电磁干扰等问题成为了需要解决的重点。
而在解决这些电能质量问题中，滤波器作为一种重要的电力设备得到了广泛应用。
一、滤波器的基本原理滤波器是一种能够对电流或电压信号中的特定频率分量进行衰减或抑制的电路。
其基本原理是基于频率选择性的特性，在信号中选择性地通过或抵消不需要的频率成分。
滤波器的设计原则主要取决于待过滤信号中的频率成分和对信号品质的要求。
常见的滤波器类型包括高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
二、滤波器在电能质量控制中的应用1. 谐波滤波器谐波是电力系统中常见而又难以避免的电能质量问题之一。
谐波产生的原因主要包括非线性负载、电弧炉和非晶体变压器等。
谐波滤波器作为一种针对谐波问题的专用滤波器，能够通过对谐波成分进行选择性抑制，有效解决谐波扰动对电力系统的影响。
常见的谐波滤波器包括L型滤波器、T型滤波器和π型滤波器等。
2. 毛刺滤波器毛刺是指电网中出现的电压瞬时波动，其主要原因是由于瞬时负荷变化引起的电源电流快速变化。
毛刺滤波器是一种专门用于抑制毛刺的滤波器，它能够在短时间内快速响应，并对电网中的毛刺进行有效衰减。
毛刺滤波器的使用可以保护电力设备的正常运行，提高供电质量。
3. 电磁干扰滤波器电磁干扰是指电力系统中由于各种电磁干扰源引起的电设备工作异常。
电磁干扰滤波器能够在电磁环境中，对干扰信号进行抑制，保证电力系统中的稳定操作。
常见的电磁干扰滤波器包括电源线滤波器、信号线滤波器和通信线滤波器等。
三、滤波器的优势和挑战滤波器在电力系统电能质量控制中具有重要的优势和挑战。
其优势主要体现在以下几个方面：1. 高效性：滤波器能够有选择性地对电能质量问题进行衰减或抑制，有效改善电力系统的供电质量。
2. 灵活性：滤波器具有结构灵活、功能多样的特点，可以根据电力系统的具体需要进行设计和应用。
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
滤波装置资料
设计实例的详细分析
• 滤波器类型：根据信号特性和应用需求选择合适的滤波器类型 • 滤波器参数：根据截止频率、通带宽度等性能参数选择合适的滤波器参数 • 滤波器结构：根据滤波类型和参数设计滤波器结构 • 滤波器性能：通过调整和优化滤波器参数，提高滤波性能
04
滤波装置在不同领域的应用案例
滤波装置在通信领域的应用
电容的作用与影响
• 滤波：通过储存和释放电荷，消除谐波 • 调谐：与电感组合，实现特定频率的通过 或抑制
04
运算放大器的作用与影响
• 放大：对信号进行放大处理，提高信噪比 • 处理：实现各种滤波算法，如低通、高通、 带通等
06
传感器的作用与影响
• 检测：将模拟信号转换为数字信号 • 转换：将多种类型的信号转换为统一类型 的信号
滤波装置的市场需求与挑战
市场需求面临的挑战
• 高性能：随着应用需求的提高，对滤波装置的性能要求越来越高 • 小型化：随着设备体积的缩小，对滤波装置的体积和重量要求越来越高 • 低成本：随着市场竞争的加剧，对滤波装置的成本要求越来越高
滤波装置的市场需求
• 通信领域：随着通信技术的发展，对滤波装置的需求持续增长 • 电力系统：随着新能源和智能电网的发展，对滤波装置的需求不断增长 • 工业自动化领域：随着智能制造和工业互联网的发展，对滤波装置的需求不断增长滤波装置ຫໍສະໝຸດ 基本原理滤波装置的工作原理
• 分析信号的频率成分 • 调整信号的幅度或相位 • 输出处理后的信号
滤波装置的性能取决于
• 滤波器类型及其参数 • 信号特性 • 工作环境
滤波装置的分类与应用领域
滤波装置的分类
• 无源滤波器：如电感、电容、电阻等 • 有源滤波器：如运算放大器、微处理器等 • 数字滤波器：如FIR滤波器、IIR滤波器等
有源电力滤波器在电能质量控制中的应用
有源电力滤波器在电能质量控制中的应用【摘要】近年来，电力电子技术得到了快速的发展，促使电力电子装置的功能发展的越来越完善，非线性、多样性的特点越来越明显，这样一来，电网在运行的过程中，就会受到谐波电流及无功电流的影响，导致电网运行的安全性降低，为了解决这个问题，应用了有源电力滤波器，有效的改善了电能质量。
在本文中，介绍了有源电力滤波器的发展现状及分类，并分析了其在电能质量控制中的应用。
【关键词】有源电力滤波器；电能质量；控制；应用前言随着经济的发展，人们的生活水平越来越高，对电能质量的要求也逐渐的提升，为了有效的控制电能质量，就需要将电网中的谐波污染去除。
有源电力滤波器的主要功能就是治理谐波、改善电能质量，因此，在电能质量控制中应用了有源电力滤波器。
由于有源电力滤波器具有很多技术上的优势，对于电能质量控制有着非常好的效果，所以其在我国的应用前景将十分的广阔。
1 有源电力滤波器的发展现状及分类1.1 有源电力滤波器的发展现状对于有源电力滤波器的基本原理和电路拓扑结构，是在20世纪70年代确定的，不过受到技术等多种因素的限制，并未得到实际的应用，真正的应用是在80年代后，随着各种技术的发展成熟，有源电力滤波器在工业中得到了广泛的应用。
同时，在实际应用的过程中，有源电力滤波器的各项技术也逐渐的发展成熟，比如谐波抑制技术、无功功率补偿技术等。
现如今，有源电力滤波器的应用范围已经越来越广，并且技术也得到了快速的发展，比如在电能质量控制、调节终端电压等都得到了很好地应用。
1.2 有源电力滤波器的分类当前，有源电力滤波器的种类比较多，根据不同的分类方法，有源电力滤波器的类型也不相同。
以应用场合为划分依据，有源电力滤波器包含两种类型，一是有源直流滤波器，在高压直流系统中，当变流器直流侧出现谐波时，就采用这种类型来控制，二是有源交流滤波器，主要应用在交流电力中；以使用变流器的类型为划分依据，包括两种类型，一种是电流型PWM逆变电路，此种类型的储能元件为电感器，一种是电压型PWM逆变电路，储能元件为电容器，与前者相比，此种类型的有源电力滤波器的工作效率比较高，而且前期所需要的投资也不多，具有经济实用的特性，目前应用最多的就是此类型的有源电力滤波器；以拓扑结构为划分依据，包含三种类型，分别为并联型、串联型以及二者混合型。
电能质量与电力电子滤波器
电能质量与电力电子滤波器电能质量是指电力系统中电能的波动、失真和暂态现象对电力设备和用户电气设备的影响程度。
随着电子设备的广泛应用和电力负荷的不断增加，电能质量问题日益凸显。
电力电子滤波器作为一种有效的解决方案，被广泛应用于电力系统中，以提高电能质量和保护电力设备。
1. 电能质量问题电能质量问题主要包括电压波动、电压暂降、电压暂增、电压闪变、电压失真和谐波等。
这些问题可能导致电力设备的故障、电气设备的损坏以及对用户的用电质量造成影响。
因此，保障电能质量对于电力系统的正常运行和用户的用电安全至关重要。
2. 电力电子滤波器的原理电力电子滤波器是一种通过电力电子器件实现的滤波器，其主要原理是通过控制电流或电压的波形，将电力系统中的谐波和其他电能质量问题进行有效的补偿和滤除。
电力电子滤波器通常由电容、电感和电阻等元件组成，通过控制电压或电流的相位和幅值，实现对电能质量问题的补偿。
3. 电力电子滤波器的分类根据滤波器的工作原理和应用场景，电力电子滤波器可以分为有源滤波器和无源滤波器两大类。
有源滤波器采用可控电力电子器件，通过电流源或电压源来主动地补偿电能质量问题。
无源滤波器则通过电容、电感和电阻等被动元件来实现滤波效果。
此外，电力电子滤波器还可以根据滤波器的频率范围进行分类，如谐波滤波器、低通滤波器和高通滤波器等。
4. 电力电子滤波器的应用电力电子滤波器广泛应用于电力系统中的各个环节，以提高电能质量和保护电力设备。
在发电厂和变电站中，电力电子滤波器可以用来滤除发电设备产生的谐波和降低电压波动；在工业和商业用电中，电力电子滤波器可以用来滤除电力设备产生的谐波，提高用电质量；在电动汽车充电桩和电力交换站中，电力电子滤波器可以用来滤除电动汽车充电过程中产生的谐波和降低电压失真。
5. 电力电子滤波器的发展趋势随着电力电子技术的不断发展和应用需求的不断增加，电力电子滤波器也在不断演化和改进。
未来的电力电子滤波器将更加智能化和高效化，通过先进的控制算法和高性能的电力电子器件，实现更精确的滤波效果和更高的电能质量。
电能质量复合调节装置的补偿策略研究及安科瑞有源电力滤波器
电能质量复合调节装置的补偿策略研究及安科瑞有源电力滤波器安科瑞王志彬2019.03电子装置的大量使用，使得产生了大量的谐波污染，通过有源电力滤波器去减少这些污染，是怎么做到的呢？那么接下来就为您介绍一下电能质量复合调节装置的补偿策略研究。
(1)分析得到了同相补偿、完全补偿与最小能量补偿三种补偿策略各自的最优补偿目标,提出了共三种补偿策略之间的“三道防线”的协调补偿策略,可以使装置在不同系统电压情况下最大限度的保证负荷电压质量。
(2)提出了对补偿策略的补偿特性进行理论分析的研究思路,分析得到了三种补偿策略最优补偿目标的影响因素量化结论和补偿特性曲线,为装置补偿策略的选择及参数设计提供了依据。
(3)提出了装置极限补偿电压约束下的三相四线制系统与三相三线制系统补偿策略的应对措施。
该应对措施综合考虑了系统电压情况以及负荷对电压的对称性要求,能够灵活适应对称负荷及单相负荷(或对电压对称性要求不高的负荷)的补偿。
(4)提出了利用平面几何学方法解决三相三线制系统中三单相结构装置输出相电压补偿系统线电压时的耦合问题,避免了采用对称分量法时的复杂性,所提出方法能够使装置各相输出补偿电压尽可能相等并最小。
(5)对直流电容储能型串联补偿装置提出了一种阶段式补偿策略,该策略根据系统电压以及装置直流电压变化情况将装置的补偿分为3个阶段：稳定运行阶段、超限运行阶段以及恢复阶段,对三个阶段分别采用完全补偿、最小能量补偿以及最大能量补偿,使装置在稳定运行阶段时精确补偿各种非剧烈电压扰动、在超限运行阶段补偿剧烈电压扰动时尽可能减小有功交换量、在系统电压恢复时的恢复阶段尽可能增大有功量交换使装置能量得到恢复。
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。
浅谈电能质量问题以及滤波的应对方法安科瑞周静娴
浅谈电能质量问题以及滤波的应对方法安科瑞周静娴电能质量问题是指电力系统中存在的电压、电流以及频率等方面的异常波动或畸变现象。
这些问题会对电力系统的稳定运行产生不良影响，甚至可能损坏设备、影响供电质量，所以解决电能质量问题是非常重要的。
电能质量问题的主要表现为电压波动、电压暂降、电压闪变、电流谐波等。
其中，电压波动是指电力系统中电压的不稳定现象，可能是因为系统负荷变化导致的电压波动。
电压暂降则是指电力系统中电压瞬间降低的现象，常常与设备的起动或者过载有关。
电压闪变则是指电力系统中电压瞬间波动的现象，可能导致设备亮度闪烁、颜色变化以及设备故障等问题。
电流谐波则是指电力系统中电流中存在的非正弦成分，这种谐波会给供电系统以及相关设备带来一定的影响。
在解决电能质量问题中，滤波是一种常见的应对方法。
滤波器是一种用于抑制或减小电压或电流中非正常成分的装置，可以有效地降低电能质量问题带来的影响。
滤波器按照滤波原理和结构可以分为多种类型，如阻抗型滤波器、无源滤波器和有源滤波器等。
阻抗型滤波器是基于电阻、电容、电感等基本元件构成的，通过改变电阻、电容、电感元件的参数来改变滤波效果。
无源滤波器是指通过电阻和电容等被动元件构成的，可以有效地滤除电网中的谐波。
而有源滤波器则是通过在滤波器中加入电子元器件，如运算放大器、晶体管等来实现滤波功能。
除了滤波器，还可以采用下面几种方法应对电能质量问题：1.提高电网的供电质量：此方法主要是通过升级改造电力系统的设备，提高供电质量。
2.降低电网的电压波动：可以通过合理的负荷调节、减少负荷的突变来降低电网的电压波动。
3.使用优质设备：选择经过认证的高质量产品，可以有效地提高设备的承受能力，减少电能质量问题对设备的影响。
总之，电能质量问题是制约电力系统可靠运行的重要因素，解决电能质量问题需要综合的技术手段和方法。
滤波是一种常见的应对电能质量问题的方法，通过使用滤波器可以有效地抑制或减小电压、电流中的非正常成分，提高电力系统的供电质量。
电能质量及谐波标准讲座
电能质量及谐波标准讲座内容提纲1．电能质量基本概念2．电能质量的影响3．国内电能质量标准及修订概述4．电能质量国家标准摘要5．电能质量国外标准简介6．谐波国家标准基本内容7．电能质量治理措施8．电能质量技术监督1 电能质量的基本概念（1）电力系统概况：结构、有功和无功平衡，各种干扰（2）电能质量——关系到电气设备工作（运行）的供电电压指标。
（3）电能质量指标：电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡度、暂时过电压和瞬态过电压、电压暂降、波形缺口、……（4）电能质量指标特点：a.空间上、时间上不断变化b.需要供、用电双方共同合作维护（5）电能质量问题的由来➢随电力工业诞生而存在的一个传统问题;➢现代用电负荷结构发生了质的变化。
电力电子技术广泛应用,家用电器普及，炼钢电弧炉和轧机的发展等，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性引起电能质量的恶化.➢计算机的普及、IT产业的发展、微电子控制技术应用导致对电能质量要求越来越高.例如：一个计算中心失电2s就可能破坏几十个小时数据处理结果，导致几十万美元产值损失;1~2周波供电电压暂降,就可能破坏半导体生产线,导致上百万美元损失。
据统计美国因电能质量问题造成的损失每年高达260亿美元。
2005年由国际铜业协会（中国）的一次“中国电能质量行业现状与用户行为调研报告”中,调查了32个行业，共92个企业中有49个企业，因电能质量问题，在经济上损失2。
5～3。
5亿元（人民币），每个企业年经济损失约10万~100万（人民币）(其中有四家年损失1000万元以上）。
（6）关于电能质量的定义Power Quality——电能质量（电源质量、电力质量、电力品质）➢导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。
➢合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设置的接地系统是都适合于该设备正常工作的.➢在电力系统中某一指定点上电的特性,这些特性可根据预定的基准技术参数来评价。
电能质量培训课件
指定地点E的电压偏差可由下式计算: UE % U % U %
电气工程系
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供电技术电子课件
四、电压偏差的调节
GB12325-1990《电能质量 供电电压允许偏差》中规定， 供电部门与用户的产权分界处或供用电协议规定的电能计量的 最大允许电压偏差应不超过：
35kV及以上供电电压：电压正、负偏差绝对值之和为10%； 10kV及以下三相供电电压：±7%； 220V单相供电电压：+7%，-10%。
电气工程系
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供电技术电子课件
在含有谐波的供电系统中，应 注意适当选择其电容器的参数，防 止其出现过电流和过电压，同时兼 顾无功补偿的要求和消除谐波放大， 可在电容器支路串联电抗器，通过 选择电抗器值使电容器回路在最低 次谐波频率下呈现出感性如图所示。
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(1.3 ~ 1.5)
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电气工程系
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供电技术电子课件
第一节 电能质量概述
电气工程系
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一、电能质量问题
供电技术电子课件
电能质量是指电气设备正常运行所需要的电气特性，任何导致用电设备故 障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差都属于电能质量问题。
二、理想的电能质量
在三相电力系统中，理想的电能质量是：系统频率恒为额定频率；三相电
U
2 N
100%
变压器负载时二次侧电压为：
U2
U1 UT %U N1
UT 2 Uf
当变压器一次侧分接头所加电压为额定电压时,由变压器
本身所产生的总电压偏差量为
UT
%
U2 U U N2
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100%
U
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%
UT
%
有源滤波装置讲解
有源滤波装置讲解4、有源滤波装置4.1 采⽤的标准规范设备的制造、试验和验收除了满⾜本⽤户需求书的要求外，还应符合如下标准规范：《地铁设计规范》GB50157-2003 《城市轨道交通技术规范》GB50490-2009 《低压成套开关设备和控制设备》GB7251.1-2005《低压开关设备和控制设备第1部分：总则》GB/T14048.1-2006 《低压系统内设备的绝缘配合第⼀部分：原理、要求和试验》GB/T16935.1-2008 《低压开关设备和控制设备第3部分：开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》GB14048.3-2008《半导体变流器基本要求的规定》GB/T3859.1-93 《半导体变流器》 GB 17950-2000 《半导体变流器》 IEC60146《标称电压1kV及以下交流电⼒系统⽤⾮⾃愈式并联电容器第1部分：总则—性能、试验和定额—安全要求安装和运⾏导则》GB/T 17886.1-1999《电⼒电容器低压功率因数补偿装置》GB/T 22582-2008 《供配电系统设计规范》GB50052-2009 《低压配电设计规范》GB50054-95 《民⽤建筑电⽓设计规范》JGJ16-2008 《低压⽤户电⽓装置规程》DGJ08-100-2003《受谐波影响的⼯业交流电⽹、过滤器和并联电容器的应⽤》IEC 61642《电磁兼容(EMC).第2部分：环境—第4分部分：⼯⼚低频传导骚扰兼容⽔平》IEC 61000-2-4《电磁兼容(EMC)—第4部分：试验和测量技术—第7分部分：供电系统及所连设备谐波和谐间波和测量和测量仪器导则》IEC 61000-4-7《电能质量供电电压偏差》GB/T12325-2008《电能质量电压波动和闪变》GB/T12326-2008 《电能质量公⽤电⽹谐波》GB/T14549-93《电能质量三相电压不平衡》GB/T15543-2008 《电能质量电⼒系统频率偏差》GB/T15945-2008《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输⼊电流≤16A)》GB/17625.1-2003 《电磁兼容限值对每相额定电流≤16A且⽆条件接⼊的设备在公⽤低压供电系统中产⽣的电压变化、电压波动和闪烁的限制》GB17625.2-2007《电磁兼容限值对额定电流⼤于16A的设备在低压供电系统中产⽣的电压波动和闪烁的限制》GB/Z 17625.3-2000《电磁兼容限值对额定电流⼤于16A的设备在低压供电系统中产⽣的谐波电流的限制》GB/Z 17625.6-2003《外壳防护等级（IP代码）》GB4208-2008所采⽤的标准均应为合同执⾏时的最新有效版本。
电能质量讲座第六讲电力滤波装置
电能质量讲座第六讲电力滤波装置
程浩忠
【期刊名称】《低压电器》
【年(卷),期】2007(000)012
【摘要】有源和无源电力滤波装置是治理谐波的重要手段.从交流滤波装置的接线方式和滤波装置的原理、参数选择等方面对交流滤波装置进行了阐述,并简要介绍了有源滤波器的原理与发展.
【总页数】6页(P57-62)
【作者】程浩忠
【作者单位】上海交通大学,电气工程系,上海,200240
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
【相关文献】
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程浩忠(1962—),男,教授,博士生导师,主要从事电能质量、无功补偿、电压稳定等方面的教学和研究工作。
电能质量 讲座第六讲 电力滤波装置程浩忠(上海交通大学电气工程系,上海 200240)摘 要:有源和无源电力滤波装置是治理谐波的重要手段。
从交流滤波装置的接线方式和滤波装置的原理、参数选择等方面对交流滤波装置进行了阐述,并简要介绍了有源滤波器的原理与发展。
关键词:交流滤波器;有源滤波器;单调谐滤波器;高通滤波器中图分类号:T N713 文献标识码:A 文章编号:100125531(2007)1220057206L ecture on Electr i ca l Energy Qua lityⅥ.Power Har m on i c F ilterCHEN G Haozhong(Depart m ent of Electrical Engineering,Shanghai J iaot ong University,Shanghai 200240,China ) Abstract:Active power filter (APF )and AC Har monic filter is one of the most i m portant measures t o sup 2p ress the har monic .The AC har monic filter fr om s ome as pects,such as the p rinci p le,the connecti on mode and the choice of filter ’s para meters,were syste m ically intr oduced .The p rinci p le and devel opment of APF were intr oduced briefly .Key words:AC f ilter;acti ve power f ilter (APF);si n gle tun i n g f ilter;h i gh pa ss f ilter0 引 言采用滤波装置就近吸收谐波源产生的谐波电流,是抑制谐波污染的一种有效措施。
目前广泛采用的无源型交流滤波装置由电力电容器、电抗器(常用空心的)和电阻器适当组合而成。
运行中无源型交流滤波器和谐波源并联,除起滤波作用外,还具有无功补偿的功能。
由于交流滤波器结构简单、运行可靠、维护方便,因此得到了广泛的应用。
同时,由于无源型交流滤波装置是一种无源器件,会影响电网的功率因数,许多国家正在研制利用时域补偿原理的有源滤波器。
这种有源滤波器的优点是能做到适时补偿且不增加电网的容性元件,但造价较高,现基本上还处于工业性试验应用阶段。
1 滤波装置接线方式和滤波方案1.1 滤波装置的结构及接线方式滤波装置一般由一组或数组单调谐滤波器组成,有的可再加一组高通滤波器。
单调谐滤波器利用RLC 电路串联谐振原理构成,如图1(a )所示。
在具体工程中接线可以灵活多样。
例如,可以将电抗器接到母线和电容器之间;电容器(或电容器—电抗器组)可以采用星形或三角形接线等,但推荐采用图1(a )所示的接线,即将滤波电抗器和电阻器均接于电容器的低压侧。
整个滤波器采用星形接法,其主要优点是:①一相中任何一个电容器击穿时,短路电流较小。
②电抗器不承受短路电流冲击,且只需采用“半绝缘”,因为在系统单相接地时,电抗器对地电压仅为相电压。
③便于分相调谐。
在有些工程中采用的双调谐滤波器如图1(b )所示。
它在谐振频率附近实际上相当于两个并联的单调谐滤波器,同时吸收两种频率的谐波。
与两个单调谐滤波器相比,基波损耗较小,只有一个电抗器承受全部冲击电压。
一阶减幅型、二阶减幅型和三阶减幅型高通滤波器分别如图1(c )、(d )、(e )所示。
一阶减幅—75—(a )单调谐滤波器(b )双调谐滤波器(c )一阶减幅型高通滤波器(d )二阶减幅型高通滤波器(e )三阶减幅型高通滤波器图1 滤波器的接线方式型由于基波功率损耗太大,一般不采用;二阶减幅型的基波损耗较小,且阻抗频率特性较好,结构也简单,故工程上用得最多;三阶减幅型的基波损耗最小,但阻抗频率特性不如二阶减幅型,工程上用得不多。
高通滤波器能在高于某个频率之后很宽的频带范围内呈低阻抗特性,用以吸收若干较高次的谐波。
1.2 滤波装置方案的确定滤波装置方案主要是指确定采用哪几组单调谐滤波器,选取高通滤波器的截止频率,采用什么方式满足无功补偿的要求。
单调谐滤波器应根据谐波源大小以及所产生的主要特征谐波电流来考虑。
对于整流性谐波源,一般只设奇次滤波器。
例如:六相整流负荷可以设5、7、11次单调谐滤波器;如要滤除更高次的谐波,可以设一组高通滤波器(如果主要目的是吸收13次谐波,则截止频率可以选为12次)。
对于非特征的3次谐波是否要设滤波器,应根据3次谐波电流的大小以及是否可能发生3次谐波谐振(即3次谐波电压过高)来决定。
是否可能发生3次谐波谐振应待滤波装置参数初步选定后才能确定。
电弧炉负荷由于产生连续次数的特征谐波,一般需要从二次单调谐滤波器开始装设单调谐滤波器。
要使滤波装置满足无功补偿要求,可以有以下两种处理方法。
(1)根据滤波要求设计滤波装置,如其无功容量小于补偿容量,不足部分加装普通的并联电容器组。
(2)加大滤波器容量,使其总的无功容量满足补偿要求。
一般说来,方法(1)比较简单,运行灵活,投资少;方法(2)滤波效果较好,如果设计周密,也能做到灵活运行。
究竟采用哪种方法,可针对具体工程作技术、经济比较后确定。
2 单调谐滤波器2.1 单调谐滤波器的阻抗图1(a )所示单调谐滤波器的阻抗为Z f =R f n +j ωL -1ωC(1)式中 R f n ———n 次谐波电阻如果在调谐频率下使单调谐滤波器的阻抗R f n 为一个纯电阻,则调谐频率为ωn=nω1=1LCω1=2πf 1=100π(2)式中 ω1———工频角速度f 1———工频,在我国为50Hz在角速度为ωn =nω1时,电感线圈或电容的电抗值为X n =ωn L =1ωn C=L C(3) 这样,单调谐滤波器能有效地吸收n 次谐波电流。
但由于系统频率存在一定的偏差,会使滤波器失谐。
若系统频率偏差为δω=ω-ω1ω1(4)则滤波器的n 次谐波阻抗为 Z f n =R f n +j ωn (1+δω)L -1ωn (1+δω)C=R f n +j ωn L δω2+δω1+δω=R f n +j 1ωn C δω2+δω1+δω(5)式中 ωn ———n 次谐波频率角速度当δων1时,式(5)可以近似地表示为Z f n =R f n +j2ωn L δω=R f n +j 2δωωn C(6) 单调谐滤波器的n 次谐波电阻R f n 由电抗器电阻、外加电阻、电容器的介质损耗以及接线电阻等组成,其中主要为电抗器电阻和外加电阻。
2.2 等效频率偏差单调谐滤波器除系统频率变化引起失谐外,—85—电容和电感值的变化也会使失谐加大。
其中电容器的电容变化的影响最厉害。
一方面是由于绝缘老化和周围温度及自身发热引起电容量的变化,这部分电容变化数值相对较小;另一方面,具有内外熔丝保护的电容器,当部分内外熔丝因故障熔断或无内熔丝的电容器内部元件部分短路,而继电保护尚不能将滤波器退出电网或发出故障信号时,所引起的电容变化较大。
这部分变化量与继电保护的整定值有关。
当频率、电容、电感同时变化时,单调谐滤波器的n 次谐波阻抗为 Z f n =R f n +j ωn (1+δω)L1+ΔL L-1ωn (1+δω)L 1+ΔCC =R f n +j ωn L 2δω+ΔL L+ΔCC=R f n +j1ωn C2δω+ΔL L+ΔC C(7)由式(7)可知,电容或电感值变化2%,其失谐后果与系统频率变化1%相同。
滤波器内电容、电感值的变化及系统频率偏差引起滤波器的失谐,可用等效频率偏差来表示:δe =δω+12ΔL L +ΔCC (8) 在调试时,由于测量表计有误差,不带电测量与带电测量也存在误差。
若计及测量误差βC (电容测量误差)和βL (电感测量误差),则等效频率偏差为δe =δω+12ΔL L +ΔCC +βC +βL(9) 以上计算中,考虑电抗器的电感值在一定范围内是可无级调节的,电抗器电抗量的调节范围通常结合电容器的额定电容量的误差等因素来选择。
如果电抗器为采用固定抽头来调节电感量,则式(9)中还应增加电抗器本身误差βL 0,这样δe =δω+12ΔL L +ΔCC+βC +βL +βL 0(10) 滤波器的阻抗可写为Z f n =R f n +j2ωn L δe =R f n +j2δeωn C(11) 式(10)中,当δω、ΔL L、ΔCC、βC 、βL 、βL 0均为负最大值时,其等效频率偏差为负最大等效频率偏差δe .M (-);当δω、ΔL L、ΔCC、βC 、βL 、βL 0均为正最大值时,其等效频率偏差为正最大等效频率偏差δe .M (+)。
δe 值在单调谐滤波器中是一个十分重要的参数。
当δe >0时,Z f n 呈感性;δe <0时,Z f n 呈容性。
2.3 单调谐滤波器的品质因数及其对滤波效益、滤波容量的影响n 次单调谐滤波器的品质因数q n 是衡量滤波效果的一个重要参数,定义为谐振时的感抗和电阻之比,即q n =nX L R=X C nR(12)式中 X L ———单调谐滤波器的基波感抗X C ———单调谐滤波器的基波容抗故DFU n =U s n U 1=I f n R (1+j2δe q n )U 1式中 DF U n ———n 次谐波电压的畸变率U s n ———系统母线n 次谐波电压U 1———系统基波电压I f n ———流入滤波器的n 次谐波电流R ———n 次谐波单调谐滤波器的电阻δe ———等效频率偏差在不考虑系统阻抗影响,认为滤波器没有失谐时,n 次谐波电压的畸变率为DFU n =I n R U 1(13) 滤波支路每相输出的基波无功功率近似为 Q n =U 12X C -X L=n 2U 12(n 2-1)X C = n 2U 1I n R(n 2-1)X C DF U n=nU 1I n(n 2-1)q n DF U n(14)由式(14)可知,滤波器所需的电容量随品质因数的增大而减少。
此外,滤波效益系数K s n 也受等值频率偏差δe 和品质因数q n 的影响。
因为Z f n =R f n +j2δe q n R f n(15)式中,当δe >0时,Z f n 呈感性;当δe <0时,Z f n 呈容性;当δe =0时,Z f n 为纯电阻。