高低压动态无功补偿SVG与有源滤波APF的工作原理
apf有源滤波器工作原理(一)
apf有源滤波器工作原理(一)APF有源滤波器工作原理什么是APF有源滤波器？有源滤波器（Active Filter）是一种基于放大器和电流源构成的电子滤波器。
它能够通过放大器的增益和电流源的控制来实现滤波器的频率响应，具有灵活性强、频率可调性好等特点。
APF（Active Power Filter）有源滤波器是一种用于消除电力系统中谐波和电力质量问题的滤波器。
APF有源滤波器的工作原理APF有源滤波器的工作原理可以简单分为三个步骤：采样、补偿和输出。
1. 采样APF有源滤波器首先要对电力系统中的谐波进行采样，通过采样电压和电流信号，得到系统中各次谐波的幅值和相位信息。
2. 补偿根据采样得到的谐波幅值和相位信息，APF有源滤波器利用放大器和电流源来生成同频但反向的谐波信号，即补偿信号。
补偿信号与系统中的谐波信号进行叠加后，能够互相抵消，从而达到消除谐波的目的。
3. 输出通过补偿信号的叠加，APF有源滤波器将消除谐波后的电压和电流信号输出到电力系统中，以实现对谐波的有效补偿并提高电力质量。
APF有源滤波器的应用APF有源滤波器在电力系统中的应用非常广泛。
其主要应用包括：1.谐波消除：APF有源滤波器能够消除电力系统中的谐波，提高电力质量，减少对其他设备的干扰。
2.无功补偿：APF有源滤波器可以通过控制其输出电流的相位和幅值来实现对无功功率的补偿。
3.功率因数校正：APF有源滤波器能够通过调整其输出电流的相位和幅值来改善电力系统的功率因数。
总结通过对APF有源滤波器的工作原理的理解，我们可以看到它是一种非常重要的电子滤波器，能够在电力系统中发挥多种作用。
通过采样、补偿和输出三个步骤，APF有源滤波器实现了对电力系统中的谐波的消除，提高了电力质量，并且可以应用于无功补偿和功率因数校正等方面。
APF有源滤波器的应用前景广阔，对于电力系统的稳定运行和电力质量的提升有重要作用。
APF有源滤波器的特点APF有源滤波器相比传统的被动滤波器具有一些明显的特点：•频率可调性：APF有源滤波器可以通过调整放大器的增益和电流源的控制参数来实现频率的调整，适应不同频率的谐波补偿需求。
SVG动态无功补偿装置原理1
.工作原理STATCOM-的基本原理是利用可关断大功率电力电子器件（如IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
品采用基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方式，逆变主电路采用IGBT组成的H桥功率单元级联拓扑结构，并辅助以小容量储能元件。
它由几个电平台阶合成阶梯波以逼近正弦输出电压，这种逆变器由于输出电压电平数的增加，使得输出波形具有更好的谐波频谱，并且每个开关器件所承受的电压应力较小，不需要均压电路，可避免大dv/dt所导致的各种问题。
因此这种逆变器可称为完美无谐波”变流器。
二.主要功能♦提高线路输电稳定性在长距离输电线路上安装SVG装置，不但可以在正常运行状态下补偿线路的无功损耗，抬高线路电压，提高有效输电容量，而且可以在系统故障情况下提供及时的无功调节，阻尼系统振荡，提高输电系统稳定性。
♦维持受电端电压，加强系统电压稳定性对于负荷中心而言，由于负载容量大，又没有大型的无功电源支撑，因此容易造成电网电压偏低甚至发生电压崩溃的稳定事故。
而SVG具有快速的无功功率调节能力，可以维持负荷侧电压，提高负荷侧供电系统的电压稳定性。
♦补偿系统无功功率，提高功率因数，降低线损，节能降耗电力系统中的大量负荷，如异步电动机、电弧炉、轧机以及大容量的整流设备等，在运行中需要大量的无功；同时，输配电网络中的变压器、线路阻抗等也会产生一定的无功，导致系统功率因数降低。
对电力系统而言，负荷的低功率因数会增加供电线路的能量损耗和电压降落，降低了电压质量。
同时，无功也会导致发电、输电、供电设备的利用率降低；对于电力用户而言，低功率因数会增加电费支出，加大生产成本。
♦抑制电压波动和闪变电压波动和闪变主要是负荷的急剧变化引起的。
负荷的急剧变化会导致负荷电流产生对应的剧烈波动，剧烈波动的电流使系统电压损耗快速变化，从而引起受电端电网电压闪变。
无功谐波混合补偿装置及有源滤波的选型与应用介绍
案例分享
现象： 无功补偿容量不够，要扩容，但配电房没有空间。
原因分析： 负载增加导致无功补偿容量不足，需要增加一台无功补偿柜，
但配电房已没有放置柜体的空间，扩大配电房不切实际，且停电 时间长会造成巨大的经济损失，只能用占地面积小、便于无功改 造的SVG无功补偿产品。 解决方案：
上图示例
SVC+APF
型号说明
ANSVG-S-A混合动态滤波补偿装置
产品展示
上图示例
SVC+SVG
型号说明
ANSVG-S-G智慧型动态无功补偿装置
产品展示
无功系列SVC、SVG-S-G、SVG对比
ANHPD谐波保护器
工作原理
ANHPD系列谐波保护器对用设备产生的随机高次谐波、 脉冲尖峰、电涌等具有抑制和吸收作用，能有效滤除电压 尖峰杂波、矫正畸变的电压波形、对噪声进行消化和吸收、 防止保护装置误跳闸、保证用电设备正常运行。
型号说明
上图示例
产品展示
SVG相对于SVC传统无功补偿的优势
SVC传统无功补偿装置 分组投切，阶梯式无功输出，易过补或欠补 极容易谐振，烧毁电容器和投切开关 电网电压、电流畸变率高时无法工作 使用寿命短，每两年需要进行一次电容更换 负载电流快速变化时无法及时响应 占地面积大，施工工作量大
SVG 无功输出连续可调，避免过补和欠补 IGBT构成的有源型补偿装置，不会谐振 补偿容量不受电网电能质量影响 正常使用下不需要维护，设计寿命十年以上 毫秒级全响应时间，适合负载快速变化场合 模块化设计和柜式安装，体积小，施工便捷
ANSVG-G-A混合动态滤波补偿装置
工作原理
混合动态滤波补偿装置在补偿无功 的同时可兼治理系统的谐波，该设备以 并联方式接入配电系统，实时监测系统 的电流分量，通过控制计算及逻辑变化， 计算出所需的无功分量及谐波分量，然 后通过三相全桥换流电路实时产生系统 所需的无功与谐波电流注入到配电系统 中，实现智能补偿，兼谐波治理。
百科APF和SVG的区别与联系
百科APF和SVG的区别与联系百科APF和SVG的区别与联系有源电⼒滤波器（APF），是采⼒现代电⼒电⼒技术和基于⼒速DSP（数字信号处理器）器件的数字信号处理技术制成的新型电⼒谐波治理专⼒设备。
那么，谐波是怎么产⼒的？谐波的产⼒是由于正弦波电压施加在⼒线性负载上，电流就变成了⼒正弦波。
如今在通讯、半导体、⼒化、化纤、钢铁中加热炉和汽车制造等⼒业中⼒泛使⼒的负载⼒部分为⼒线性负载，如变频调速设备、整流器、不间断电源、开关电源、电弧炉、焊接设备、电脑、电梯、变频空调、节能灯和复印机等等。
这种谐波污染对电⼒和⼒户产⼒了严重的危害。
那么什么是SVG呢？SVG（Static Var Generator），中⼒名叫做静⼒⼒功发⼒器，⼒称⼒压动态⼒功补偿发⼒装置，或静⼒同步补偿器。
是指由⼒换相的电⼒半导体桥式变流器来进⼒动态⼒功补偿的装置。
SVG是⼒前⼒功功率控制领域内的最佳⼒案。
那它们之间有没有什么联系和区别？区别：SVG是静态⼒功补偿设备，是⼒来提⼒系统功率因数的；⼒有源滤波器（⼒前市⼒所能见到的有源滤波器都是并联的）是谐波补偿设备，是⼒来消除系统内的谐波的。
这是两者最重要的区别。
联系：两者可以组合在⼒起使⼒，在补偿⼒功功率的同时，亦可以对系统内的谐波电流进⼒抑制。
简单的说：APF主要是滤波功能。
SVG主要是⼒功补偿。
如果有谐波，SVG需要配滤波器进⼒。
SVG的好处是容量可以做的⼒较⼒⼒些。
APF，⼒般有50A，100A，150A不等。
APF对系统要求⼒较⼒。
如果你系统⼒⼒已经有电容器的存在，那么APF就⼒较容易损坏（这绝对是经验之谈）。
但是可能系统⼒需要⼒功，因此就需要⼒较精密计算和仿真。
谈及有源滤波器的应⼒领域，⼒先要知道，为什么要⼒有源滤波器？它有什么⼒呢？那好，⼒家都知道，有源滤波器是⼒来治理谐波的，因此，它的作⼒就是滤除谐波。
那为什么要治理谐波呢？因为谐波是有危害的，危害的种类有：1.造成电缆、电动机和变压器过热，导致其实⼒寿命下降或损坏；2.损坏敏感的设备，导致⼒产或者实验中断，造成重⼒损失；3.引发断路器误动作，区域性停⼒事故；4.造成电容器过载或因故障⼒损毁；5.导致中性线上出现⼒电流⼒引发系统故障；6.诱发电⼒谐振；7.电⼒中存在的谐波将降低供电效率；8.如谐波污染等级过⼒，将得不到供电部门的⼒⼒批准；⼒⼒句话来表述，那就是：APF出现在整流器、变频器、UPS、⼒次电源等出现的地⼒。
APF电力有源滤波器基本原理
实验数据和波形（分次补谐波 ：3次＋5次）
欢迎参观产品样机
备注
作者简介： 夏勇，李培培 研究方向为APF有源滤波器 Tel: Fax: Email: 江苏地区 夏 勇 李培培 Mobile： E-mail： 上海安科瑞电气股份有限公司 地址：上海市嘉定马东工业园区育绿路253号 邮编：201801 电话： 传真： 网址：
用户
负载侧电流
〓
基波分量
﹢
谐波分量
负载侧电流成份分析
电网侧谐波电流
电网侧无功电流
电网侧 基波电流
桥臂基波电流
桥臂电流2
负载侧电流 ＝ 网侧电流 ＋ 桥臂电流
APF有源滤波系统实现框图
APF有源滤波器实现功能
完美的电能质量 并联型APF有源滤波器
APF有源滤波器实现功能
并联型APF有源电力滤波器的实现方法
谐波电流过大
PC
谐波源
M
谐波的危害
阻抗
谐波电压 电容
TV 显示屏 elec 电子设备
关于谐波
谐波对能耗的影响
谐波使配电系统功率因数过低\难以提升\电 能利用率低
谐波存在时，系统有效功率因数变为： PF=COSΦ/(1+THDI2)1/2，从公式中可以看出： 即使在负载功率因数为0.95的情况下，如果 有谐波存在，有效的功率因数就会降低。假 设谐波电流总畸变率为：THDI=40%，有效功 率因数就变为：PF=0.95/(1+0.42)1/2=0.882。电 能源的利用率为：0.882／0.95 = 92.84%，谐 波引起的直接电能浪费为1-92.84%=7.16%。
关于谐波 谐波含量分析
三相全控桥整流焊机 谐波频谱：6K±1，K=1，2，3，。。。
apf有源滤波器工作原理
apf有源滤波器工作原理APF有源滤波器工作原理解析简介在信号处理领域，有源滤波器（Active Power Filter，简称APF）是一种常用的滤波器类型。
本文将从浅入深，解释APF有源滤波器的工作原理。
APF有源滤波器的定义APF有源滤波器是一种通过加入主动元件（如晶体管或运放）在滤波器电路中来改变信号的传输特性的滤波器。
与被动滤波器相比，APF有源滤波器具有更高的效率和更好的性能。
基本原理APF有源滤波器主要工作在两个方面，即频率选择性和功率因数校正。
下面将分别解释这两个方面的原理。
频率选择性APF有源滤波器能够选择特定的频率进行滤波。
它通过控制电路中的主动元件以改变信号的传输特性。
通常情况下，APF有源滤波器采用谐振电路的原理来实现频率选择性。
通过调整谐振频率，APF有源滤波器可以选择性地滤除特定频率的信号。
功率因数校正APF有源滤波器还可以用于校正电力系统中的功率因数。
在电力系统中，由于非线性负载的存在，可能导致功率因数下降，从而影响电力系统的稳定性和效率。
APF有源滤波器通过根据负载电流的相位和谐波成分，生成相应的补偿电流，使系统的功率因数接近理想值。
工作过程APF有源滤波器的工作可以概括为以下几个步骤：1.采样：通过传感器对电路中的电压和电流进行采样。
2.滤波：采样得到的电压和电流信号输入到APF有源滤波器中进行滤波处理。
3.控制：根据滤波结果，APF有源滤波器生成相应的控制信号。
4.补偿：控制信号通过主动元件进行放大，产生补偿电流，使得系统的功率因数接近理想值。
5.输出：补偿电流与原始电流叠加输出，经过滤波后，送回电力系统，完成滤波与功率因数校正。
应用领域由于APF有源滤波器能够选择性地滤除特定频率的信号，并校正电力系统中的功率因数，因此在各个领域有广泛的应用。
以下是APF 有源滤波器的几个常见应用领域：•工业电力系统中，用于滤除负载电流谐波，提高功率因数。
•电能质量改善领域，用于去除电力系统中的谐振和干扰信号。
SVG动态无功补偿装置原理1
SVG动态无功补偿装置原理1SVG动态无功补偿装置原理1SVG（Static Var Generator）动态无功补偿装置是一种用于电力系统的无功补偿装置，其工作原理主要包括控制系统、功率电子元件和滤波电路三部分。
控制系统是SVG装置的核心部分，通过对电网电压、电流和功率因数等参数进行监测和分析，实时计算出电网的无功功率需求，并根据计算结果控制功率电子元件的工作状态，以实现无功补偿。
功率电子元件是SVG装置的关键组成部分，主要包括IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）等变流器元件。
根据控制系统的信号，控制IGBT元件的开关状态，将电网中的电能转换成SVG装置所需要的无功电能或使SVG装置所产生的无功电能返回给电网。
通过控制IGBT的开关状态，SVG装置可以实现对电网的无功功率进行调节。
滤波电路是为了减小SVG装置对电网的谐波干扰而设置的。
因为功率电子元件的开关操作会引入一定的谐波电流，这些谐波电流会对电网和相关设备产生不良影响。
滤波电路通过合适的阻抗特性和参数设计，将功率电子元件引入的谐波电流进行滤除，使得输出到电网的电流波形更加接近正弦波。
SVG装置工作时，根据电网的无功功率需求，调节其输出的无功功率。
当电网的功率因数偏低时（过低或过高），SVG装置吸收或注入适量的无功电能，以调整电网的功率因数至合适范围。
此外，SVG装置还可以通过控制输出电压的幅值和相位角，实现电网的电压调节功能。
总体来说，SVG动态无功补偿装置的工作原理是通过控制系统对电网参数进行实时监测和分析，控制功率电子元件的开关状态，将所需的无功功率引入或返回给电网。
同时借助滤波电路减小对电网的谐波干扰，达到对电网无功功率进行调节和补偿的目的。
这种装置可以有效提高电网的功率因数，减小电网的无功功率损耗，提高电网的稳定性和可靠性。
APF和SVG联合运行的稳定控制
APF和SVC联合运行的稳定控制1引言随着全球工业化进程的不断加快，接人电力系统的非线性负荷的数量和容量正迅速增加，电网中的谐波污染越来越严重。
另外，大多数负载的功率因数很低，也给电网带来了额外负担，影响了供电质量。
因此，抑制谐波和提高功率因数已成为电力电子技术、电气自动化技术及电力系统研究领域所面临的一个重大课题。
补偿无功和谐波治理有多种方式，本文从经济性和补偿性能两方面综合考虑，采用有源电力滤波器(APF)+静止无功补偿器(SVC)的方式来同时进行谐波治理和补偿无功。
对于单独的APF控制或单独的SVC控制的研究已有很多，但是对于APF和SVC联合运行的稳定控制研究在文献中还不多见。
本文将研究APF和SVC联合运行中的相互影响问题及其提高系统稳定性的策略。
2电路结构分析本文中SVC采用固定电容与晶闸管控制电抗器(FCC+TCR)的组合形式。
APF的控制方式主要有3种:负载电流前馈控制、电源电流反馈控制、复合控制(即同时采用负载电流前馈和电源电流反馈的控制)。
由于复合控制性能最好且包含了前面2种控制方法，因此最具普遍性。
对于SVC控制而言，由于SVC的电容、电感参数会受到环境、温度、老化等因素的影响，为保证SVC的控制性能，一般采用电源电流反馈控制;兼顾到系统的动态性能，SVC采用复合控制的方法。
APF则以复合控制为基础，当只需要负载电流前馈控制时把电源电流反馈断开即可，反之亦然。
3 APF和SVC联合运行的控制策略和仿真结果本文研究主要在三相四线制的电网中进行,不过本文结论同样适用于三相三线制的电网。
主电路如图1所示。
图 1主电路本文中的SVC采用三角形接法, SVC的控制是面向负载的控制方法,即补偿负载的无功、补偿三相负载的不平衡。
SVC采用PI调节器,再加上一个触发电路前端的线性化环节。
APF有2个控制闭环:电流环和直流电压环。
APF的电流环采用无差拍控制,脉宽调制(PWM)波的产生采用空间矢量调制的方式,开关频率为10kHz。
APF有源滤波器简介
有源电力滤波器（APF）王鹏2120140886 有源电力滤波器（APF：Active power filter）是相对于无源滤波器（LC滤波电路）提出的一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置。
APF 与PF相比，可以实时检测分离电流中的谐波分量、动态地跟踪补偿任意次谐波，而不仅仅是低次谐波的消除。
APF主要应用于有大量非线性负荷连接电网所造成的电网电压和电流畸变的场合。
其主要原理是通过控制半导体器件产生与谐波源电流幅值大小相等、相位相反的电流，从而使总谐波电流为零。
这样不仅可以有效地消除谐波、很好地保留电流中的基波分量，而且对储能元件的容量要求不大，不会产生无源振荡。
按照与电网的连接方式不同，APF可分为串联型、并联型、串并联型和混合型。
其中并联型的应用较为广泛，其被广泛应用于非线性负载电流的无功补偿及谐波抵消等。
而串联型、串并联型APF由于控制电路及保护电路较为复杂，远不如并联型APF应用广泛，但在技术发展上还有很大的可提升空间。
按照储能元件不同，又可分为电流型和电压型。
相比之下，电压型APF因其损耗低效率高而被广泛应用。
目前，APF谐波检测方法主要以基于频域分析的快速傅式变换（FFT）检测法、基于三相瞬时无功功率理论的检测法这两种方法为主。
随着APF技术的不断发展以及其动态跟踪补偿谐波的特点，APF 在分布式电网中得到广泛应用。
如在分布式电网中通过静止无功补偿器（SVC）和APF的综合利用快速有效地消除谐波电流，改善电能质量；通过优化并网逆变器结构，构成有源滤波并网逆变器，从而实现高电能质量的并网供电等。
参考文献：[1]吴非,张延迟,解大,舒晓琼.电力有源滤波器的技术现状[J].华东电力.2006.1.36(7).[2]杨茂,苏文龙.电力有源滤波器(APF)技术的探讨[J].四川电力技术.2006.12.29(6).[3]赵亚俊,黄文新,王力,卜飞飞,庄圣伦.分布式电网用有源滤波型并网逆变器[J].电气传动.2013.43(9).[4]黎金英,艾欣,邓玉辉.微电网的电能质量及改善方法研究[J].电力科学与工程.2015.1.31(1).。
有源电力滤波器APF
有源电力滤波器APF有源电力滤波器（Active Power Filter，APF）是一种用于电力系统中减少谐波和改善电能质量的装置。
在现代电力系统中，各种非线性负载增多，因此在电网中产生的谐波问题越来越受到重视，而APF就是解决谐波问题的一种主要装置。
一、APF的基本原理APF的基本原理是通过电子元件来主动干预电路中的电流或电压波形，以实现对谐波的滤波或电能质量的控制。
APF一般由电源、触发电路、控制电路、功率电子器件和补偿电路等部分组成。
其中，电源为APF提供工作所需的电压和电流；触发电路控制功率电子器件的通断，实现电流的可控性；控制电路用于控制功率电子器件的工作状态，以实现对电路中负载的控制；功率电子器件是实现APF控制的重要部件之一，一般采用IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）等器件；补偿电路则用于将控制后的电流注入到电路中，以实现对谐波的消除。
二、APF的应用场景APF的应用场景主要涉及非线性负载引起的谐波问题，如变频器、逆变器、电力电子器件等。
这些设备本身具有非线性特性，使得其负载不仅产生基波电流，还会产生谐波电流。
而这些谐波电流会影响到电力系统的稳定性和安全性，所以需要引入APF来进行谐波的消除。
除了对谐波进行消除外，APF还可用于改善电能质量。
例如，APF可用于控制电压波形，减少电网中的电压闪变和电压波动等，进而提高用电质量。
三、APF的类型根据使用的功率电子器件不同，APF可分为基于IGBT和基于MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）的两种类型。
基于IGBT的APF具有输出功率大、控制精度高等优点，适合用于中、高功率场合。
而基于MOS管的APF体积较小，自损耗小，适合用于低功率场合。
四、APF的优缺点APF的优点主要包括：控制精度高，能够有效地消除谐波；具有较好的响应速度和稳定性；能够全力补偿电路中的谐波电流，提高电能质量；适应性强，可以应用于各种类型的电力系统。
SVG有源动态无功和谐波补偿装置原理
15
用户侧供电可靠性与电能质量
问题的提出
现代社会用电设备对 供电的靠性、电能质 量的要求越来越高 ；
供电质量恶化造成产 品质量的下降，带来 重大经济损失；
供电可靠性和电能质量 问题包括
供电中断(outage)、 电压降落(voltage sag);
闪变（flicker）、脉 冲（impulse）、暂态 升高（swell）、谐波 （harmonic）、不平 衡（unbalance）。
16
清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所
无功功率负荷和无功功率损耗
1．无功功率负荷
•异步电动机
QM
Qm
Q
V2 Xm
I 2X
jX
电压下降,转差 增大,定子电流 增大.
6
5、7、11、13、17、19、23、
25……
12
11、13、23、25、35……
24
23、25……
36
35、37……
清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所
11
电力系统的无功功率平衡
• 电压是衡量电能质量的重要指标。 • 电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。 • 系统中各种无功电源的无功出力应能满足系统负荷和网络损耗在额定
图5-2 异步电动机的简化等值电路
清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所
17
受载系数:实际负载和额定负载之比.
在额定电压附近，电动 机的无功功率随电压的 升降而增减
异步电动机的无功功率与端电压的关系
清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所
18
变压器的无功损耗
Q LT
APF与SVG介绍
APF与SVG的区别
APF与SVG介绍
2014年9月
主要内容
1.有源滤波器(APF--Active Power Filter) 2.静止无功发生器（SVG—Static Var Generator） 3.APF与SVG的区别
有源滤波(APF--ACTIVE POWER FILTER)
谐波
谐波产生：当正弦波电压施加在非线性电路上时，电流就变成非正弦波， 非正弦波电流在电网阻抗上产生电压，会使电压波形也变为非正弦波。 对非正弦波作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量称为基波， 频率大于基波的分量称为谐波。 谐波的危害：谐波电流并注入到电网中，使电网电压产生畸变，这种谐 波“污染”会对电网和用户产生严重的危害。高次谐波会造成电压波动， 闪变和三相不平衡等电能质量问题，危害电网的安全运行。
SVG构成框图
SVG通常由连接电抗器、启动装置、换流阀组及控制系统等部分组成。总 体构成框图如图所示。其中，连接电抗的作用是抑制逆变器连接到电网 时的电流突变。启动装置的作用是缓冲启动电路，减小电网冲击，换流 阀组是SVG的核心部分，用于实现功率的实时变换。保护及控制系统通过 实时采集电网电流、电压信号并进行谐波分析及无功功率的计算，实现 跟踪式补偿。
SVG构成框图
SVG的基本结构
SVG分为电压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型，其电路基本结构如 图所示
电压型桥式电路
电流型桥式电路
SVG与APF的区别
APF
• 利用大功率电力电子 器件（IGBT），通过 电压源逆变技术产生 各次谐波电流，来抵 消谐波。同时能够补 无功调节三相不平衡。
SVG有源动态无功和谐波补偿装置原理
SVG有源动态无功和谐波补偿装置原理SVG（静止无功发生器）是一种新型的无功补偿装置，可以实现对动
态无功和谐波的补偿，提高电网的稳定性和电能的质量。
SVG利用逆变器
的控制策略和功率电子器件实现电网的无功补偿，抑制电网的谐波，并对
电网的运行状态进行监测和控制，从而提高电能的利用效率。
SVG的工作原理如下：
1.逆变器控制：SVG首先通过测量电网的无功指令和电流，利用逆变
器将直流电源输出成为交流电源，并通过PWM控制技术使得输出电流与电
压实现同步。
2.无功补偿：SVG通过控制逆变器的输出电流，可以实现对电网的无
功补偿。
当电网的无功功率为正值时，SVG通过控制逆变器的电流为负值，从而吸收电网的无功功率；当电网无功功率为负值时，SVG通过控制逆变
器的电流为正值，向电网注入无功功率。
3.谐波抑制：SVG还可以通过控制逆变器的PWM控制技术，生成与谐
波电流相位相反的谐波电流，并通过与电网的谐波电流相互抵消，从而实
现对电网的谐波抑制。
4.电网监测：SVG通过对电网的电流、电压等参数进行测量，通过电
网控制器对电网的运行状态进行监测。
当电网的无功功率或谐波超过一定
阈值时，SVG会通过电网控制器的反馈信号，通过逆变器控制器调整逆变
器的输出电流，从而实现对电网的补偿。
总结起来，SVG通过控制逆变器的输出电流，实现对电网的无功和谐
波的补偿。
它可以根据电网的实际需要，调整补偿的方式和程度。
SVG具
有体积小、响应速度快、补偿效果好等优点，并且具有无电压跌落、电流保持等功能，可以有效提高电网的质量和稳定性。
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。
APF有源电力滤波器解读
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，抵销负载中相应电流，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。
1、概述2、理论基础3、工作原理4、标准5、三电平▪技术优势▪滤波器▪基本应用▪主要应用场合▪其他▪优势6、性能说明7、配件选型1、概述三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要APF；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。
2、理论基础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！3、工作原理Satons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。
指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流，然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号。
电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流，计算出主电路各开关器件的触发脉冲，此脉冲经驱动电路后作用于主电路。
这样电源电流中只含有基波的有功分量，从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。
根据同样的原理，电力有源滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿。
有源电力滤波器的主电路一般由PWM逆变器构成。
什么是有源电力滤波器(APF),有源电力滤波器的工作原理
什么是有源电力滤波器(APF),有源电力滤波器的工作原理一、什么是有源电力滤波器(APF)：滤波器型号参数：1.额定工作电压380V/220V，50Hz2.额定谐波补偿容量50A/100A/150A/200A3.整机功耗小于容量的3%4.抑制谐波效果达到国标要求，稳态THD可降低至5%以下5.额定绝缘电压3000V AC，2500V DC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!二、有源电力滤波器(APF)基本原理：有源电力滤波器，是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。
它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。
指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号`，送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制(PWM)信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。
三、有源电力滤波器(APF)基本应用：谐波主要危害：•增加电力设施负荷，降低系统功率因数，降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率，造成设备浪费、线路浪费和电能损失;•引起无功补偿电容器谐振和谐波电流放大，导致电容器组因过电流或过电压而损坏或无法投入运行;•产生脉动转矩致使电动机振动，影响产品质量和电机寿命;•由于涡流和集肤效应，使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热，浪费电能并加速绝缘老化;•谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度，降低设备使用寿命;•零序(3的倍数次)谐波电流会导致三相四线系统的中线过载，并在三角形接法的变压器绕组内产生环流，使绕组电流超过额定值，严重时甚至引发事故。
APF与SVG
图(a)给出了电网电流和负载电流的波形；图(b)给出 了电网电流和APF输出电流的波形。可看出，负载电流从 0到额定电流130A时，经过10ms后APF完全补偿了谐波电 流，这证明了APF的响应时间为10ms。
四、APF与SVG基本技术参数
1、响应时间指的是谐波电流被完全消除所需的时间。瞬时 响应时间指的是开始出谐波的时间，有的厂家给出us级的 瞬时响应时间和响应时间没有关联。 2、响应时间越小跟踪速度越快，可以应用于负载快速波动 的场合，达到10ms一般而言就可以应用到电焊机负载中。 3、有的厂家给出的不是谐波电流被完全消除所需的时间， 可能是消除50-90%谐波所需时间。超过40ms的响应时间不 适于负载快速波动的场合。
二、谐波与无功危害
无功的危害
¾增加设备容量。无功功率的增加，会导致电流增大和视 在功率增加，从而使发电机及其他电气设备容量和导线容 量尺寸增和加规。I格同= 也时Ip2 +要，Iq2 加电大力。用户的启动及控制设备、测量仪表的
¾设备及线路损耗增加。无功功率的增加，使总电流增
大，因而使设备及线路的损耗增加，这是现而易见的。设
⎤ ⎥ ⎦
=
C32
⎡ia ⎢⎢ib ⎣⎢ic
⎤ ⎥ ⎥ ⎦⎥
⎡ 1 −1 2 −1 2 ⎤ C32 = 2 3⎣⎢0 3 2 − 3 2⎦⎥
β
eβ
e
iβp
ip
iβ
ϕ
ϕi
iαq
ϕe iαp eα
iβq
iq
i
iα α
三、APF与SVG基本原理
三相电路瞬时有功电流ip和瞬时无
功电流iq分别为矢量i在矢量e及其
]⎥ ⎦⎥
svg无功补偿工作原理
svg无功补偿工作原理
SVG无功补偿工作原理是通过引入补偿电容器或电感器来改
善电力系统的功率因数。
当电力系统中存在无功功率时，引入补偿装置可以在一定程度上抵消无功功率，从而提高功率因数。
具体工作原理如下：
1. 补偿电容器：当电力系统中存在感性负载时，会产生感性无功功率。
此时，通过加入补偿电容器，可以在电力系统中产生容性无功功率，与感性无功功率抵消，从而减少系统的总无功功率。
补偿电容器的容量根据感性无功功率大小来确定，一般可采用固定容量的电容器或可调节容量的电容器。
2. 补偿电感器：当电力系统中存在容性负载时，会产生容性无功功率。
此时，通过加入补偿电感器，可以在电力系统中产生感性无功功率，与容性无功功率抵消，从而减少系统的总无功功率。
补偿电感器的电感值根据容性无功功率大小来确定，一般可采用固定电感值的电感器或可调节电感值的电感器。
总的来说，SVG无功补偿工作原理是通过在电力系统中引入
补偿装置，利用补偿电容器或电感器产生与负载产生的无功功率相反的无功功率，实现无功功率的抵消，从而提高功率因数，改善电力系统的稳定性和效率。
APF电力有源滤波器基本原理
用户
负载侧电流
〓
基波分量
﹢
谐波分量
负载侧电流成份分析
电网侧谐波电流
Hale Waihona Puke 电网侧无功电流电网侧 基波电流
桥臂基波电流
桥臂电流2
负载侧电流 ＝ 网侧电流 ＋ 桥臂电流
APF有源滤波系统实现框图
APF有源滤波器实现功能
完美的电能质量 并联型APF有源滤波器
APF有源滤波器实现功能
并联型APF有源电力滤波器的实现方法
1
谐波治理： 治理负载电流畸变
2
无功补偿：
补偿基波正序无功 分量
3
三相电流不平衡：
补偿基波负序分量 补偿零序分量
实验前数据和波形（补谐波）
实验数据和波形（补谐波）
实验数据和波形（补谐波）
实验数据和波形（补谐波）
实验数据和波形（补偿三相电流不平衡）
实验数据和波形（分次补谐波 ：3次＋5次）
APF有源电力滤波器原理 2011年01月28日
关于谐波 谐波源负载分类
1)具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备: 如气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等
2)包括如下电力电子器件(非线性器件) : 变频驱动装置 电解/电镀用整流装置 直流驱动用整流装置，包括医疗电子设备 整流逆变电源: UPS，EPS，直流屏等 电力电子调压调功装置: 调光系统，电加热装置 开关电源装置: 电脑与数字通讯设备 中频感应炉整流系统 焊接设备整流系统 中频电源整流系统 3)具有铁磁饱和特性的铁芯设备 变压器 电机
• 系统简单、稳定、负载变 化不大的谐波源负载
• 快速跟随变化,响应时间最 小可达1毫秒。
• 系统复杂、负载变化频繁、 负载种类多样化的谐波源 负载系统
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2010‐06‐07
SVG与APF的工作原理 ver1.0
第1页
三代无功补偿技术的不断发展
第一代无功补偿 第二代无功补偿 第三代无功补偿
机械式投投切装置
晶闸管投切装置
基于电压源换流器
慢速无功
2010‐06‐07 SVG与APF的工作原理 ver1.0
快速无功补偿
SVC（Static Var Compensator：静止无功补偿器）
晶闸管控制电抗器（TCR：Thyristor Controlled Reactor） 晶闸管投切电容器（TSC：Thyristor Switched Capacitor） 晶闸管投切电抗器（TSR：Thyristor Switched Reactor） 开 关 投 切 电 容 器 / 滤 波 器 （ FC ： Fixed Compensator ， BSC ： Breaker Switched Capacitor/Filter） 以上各项组合
+ U + U + U + U
输出电压
+U 0 -U
1. 2. 3. 4. 5.
3U 2U U 0 -U -2U -3U
输出电压
链式SVG可独立分相控制，有利于解决系统的相间平衡问题，在系统受到扰动时， 更好的提供电压支撑； 所有链节的结构完全相同，实现模块化设计，便于扩展装置容量及维护 每相电路中可设置1～2个冗余链节，提高了装置的可靠性； 省去了连接变压器，减小了占地面积（不到SVC的一半），降低了装置成本和损 耗，效率可达99.2%及以上； 由于无大型变压器及电抗器，可制造成移动式设备，大大提高设备的使用率。
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不同触发角度下的TCR电流波形
第Hale Waihona Puke 页 SVG与APF的工作原理 ver1.0
SVC的缺陷
TSC/TCR均采用晶闸管，开通关断一次至少要20ms，远远 大于SVG的5ms，MCR型响应时间更是高达200-300ms，不能动 态无差的快速跟定负荷的变化； TSC属于有级调节，容易出现过补和欠补； TCR/MCR自身产生大量谐波，需另外配置滤波支路，不具 备有源滤波的功能； TCR/MCR/TSC采用大的交流电抗和电容器，占地面积大；
TCR/MCR/TSC 属于阻抗型补偿方式，低电压特性差，且受系统 参数影响大，容易和系统发生谐振，危害供电系统安全；
……
SVG与APF基本工作原理
SVG以大功率电压 型逆变器为核心， 通过调节逆变器 输出电压，使其 和系统电压形成 可调基波电压差 或谐波电压差， 从而控制注入系 统的无功电流或 谐波电流
SVG与APF的工作原理 ver1.0 第13页
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思源SVG成套装置的构成
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SVG与APF的工作原理 ver1.0
第15页
SVG与电容器优化并联应用
固定电容或电抗提供基础的固定无功， SVG进行波动无 功的动态调节，并滤除谐波
2010‐06‐07 SVG与APF的工作原理 ver1.0 第16页
多重化变流器
变压器占地大，成本高 无冗余运行能力 磁非线性导致过电压和 过电流 绝缘由变压器承担
变压器隔离链式逆变器
具有冗余运行能力 各逆变单元可共用直流电容 变压器较复杂 绝缘由变压器承担
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SVG与APF的工作原理 ver1.0
第12页
思源SVG采用链式结构
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SVG与APF的工作原理 ver1.0
第10页
有源滤波器APF的工作原理
一种特殊的SVG，主要用于滤除谐波
+
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SVG与APF的工作原理 ver1.0
第11页
SVG主电路方案
二/三电平变流器
器件直接串联 谐波较大 dv/dt大 绝缘要求高
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SVG与APF的工作原理 ver1.0
第7页
SVC工作原理
空心电抗器电流是由一个可控 硅阀组控制。借助于对可控硅 触发相角的调整，就可以改变 流过空心电抗器的电流（基波 有效值），从而保证 SVC 在电 网接入点的无功量正好能将该 点电压稳定在规定范围内（电 网补偿）。或者，使该点总无 功量等于零（负荷补偿），也 就相当于功率因数等于1。
目前被最广泛使用的SVC，主要是TCR+BSC（FC）形式
2010‐06‐07
SVG与APF的工作原理 ver1.0
第5页
TCR型SVC基本原理图
SVC可以被看成是一个动态的无功源。根据接入电网的需求，它可以 向电网提供无功（容性），也可以吸收电网多余的无功（感性）。 把电容器组（通常是滤波器组）接入电网，就可以向电网提供无功。 当电网并不需要太多的无功时，这些多余的容性无功，就由一个并 联的空心电抗器来吸收。
第2页
第一代产品——机械式投切电容
固定补偿：电容器、电抗器和机械开关组成； FC固定补偿为70年代 最普遍的无功补偿方 式，随着电力电子的 应用，以及电力部门 的考核要求，固定补 偿不能满足系统无功 的变化，同时因为系 统谐波，FC补偿对谐 波放大形成极大的隐 患，该技术目前慢慢 被淘汰。
SVC简介