有源电力滤波器的基本原理
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可编辑修改精选全文完整版有源电力滤波器的基本原理和分类1．有源电力滤波器的基本原理有源电力滤波器系统主要由两大部分组成，即指令电流检测电路和补偿电流发生电路。
图1 有源滤波器示意图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。
根据逆变器直流侧储能元件的不同，可分为电压型有源滤波器(储能元件为电容)和电流型有源滤波器(储能元件为电感)。
电压型有源滤波器在工作时需对直流侧电容电压控制，使直流侧电压维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电压波。
而电流型有源滤波器在工作时需对直流侧电感电流进行控制，使直流侧电流维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电流波。
电压型有源滤波器的优点是损耗较少，效率高，是目前国外绝大多数有源滤波器采用的主电路结构。
电流型有源滤波器由于电流侧电感上始终有电流流过，该电流在电感阻上将产生较大损耗，所以目前较少采用。
图2 电压型有源滤波器图3 电流型有源滤波器2．有源电力滤波器的分类按电路拓朴结构分类，电力有源滤波器可分为并联型、串联型、串－并联型和混合型。
图4 并联型有源滤波器图4所示为并联型有源滤波器的基本结构。
它主要适用于电流源型非线性负载的谐波电流抵消、无功补偿以及平衡三相系统中的不平衡电流等。
目前并联型有源滤波器在技术上已较成熟，它也是当前应用最为广泛的一种有源滤波器拓补结构。
图5 串联型有源滤波器图5所示为串联型有源滤波器的基本结构。
它通过一个匹配变压器将有源滤波器串联于电源和负载之间，以消除电压谐波，平衡或调整负载的端电压。
有源电力滤波器的基本原理和分类
有源电力滤波器的基本原理和分类有源电力滤波器（Active Power Filter，APF）是一种用于消除电力系统中谐波和电流不平衡问题的装置。
它是一种由电子器件组成的滤波器，能够注入特定频率的电流来抵消电网中的谐波，从而实现电流的纯正输出。
下面将介绍有源电力滤波器的基本原理和分类。
基本原理：有源电力滤波器由三相逆变器（Inverter）和控制系统组成。
首先，控制系统采集电网中的电压和电流信号，并进行处理和分析。
接下来，控制器确定电网的谐波特性并计算相应的注入电流。
最后，逆变器产生特定频率和幅度的电流，并通过与电网连接的线路与谐波电流相消。
这样，通过有源电力滤波器可以实现对电流谐波的消除和电流的纯正输出。
分类：根据滤波器的连接方式和使用场景，有源电力滤波器可以分为三种类型：单台型、平行型和串级型。
1.单台型有源电力滤波器：单台型有源电力滤波器适用于单台负载设备或供电点，用于对单一负载设备引起的谐波进行消除。
这种滤波器的工作方式简单，实施成本低，但只能解决单个设备引起的谐波问题。
2.平行型有源电力滤波器：平行型有源电力滤波器通常由多台滤波器并联连接，在一个供电点上对谐波进行消除。
这种连接方式可以同时处理多个电流不平衡或谐波扰动。
平行型滤波器具有相互独立工作的特点，其中一台滤波器的故障不会影响其他滤波器的工作。
3.串级型有源电力滤波器：串级型有源电力滤波器由多个滤波器串联连接在一个供电点上。
每个滤波器负责处理一定范围内的谐波频率。
串级型滤波器具有较大的容载能力，能够处理大电流负载和更复杂的谐波问题，但它的成本更高，并且在安装和维护过程中需要更多的配置。
总结：有源电力滤波器是一种用于消除电力系统中谐波和电流不平衡问题的装置。
通过逆变器产生特定频率和幅度的电流，有源电力滤波器可以实现对电流谐波的消除和电流的纯正输出。
根据滤波器的连接方式和使用场景，有源电力滤波器可以分为单台型、平行型和串级型三种类型。
有源电力滤波器原理
有源电力滤波器原理有源电力滤波器是一种电力滤波器，与被动电力滤波器相比具有更好的滤波性能和灵活性。
其原理是通过外部激励电路的引入，使滤波器能够主动对输入信号进行调节和滤波。
有源电力滤波器主要由滤波器部分和激励电路部分组成。
滤波器部分一般采用电容、电感和电阻等元器件组成，用于对输入信号进行滤波处理。
根据滤波器部分的组成以及滤波器的工作原理不同，有源电力滤波器可以分为多种类型，比如自适应滤波器、谐波滤波器等。
激励电路部分是有源电力滤波器的关键部分，它通过激励信号对滤波器进行调节。
在有源电力滤波器中，激励电路通常由一组放大器和控制电路组成。
放大器的作用是将激励信号放大到适当的幅值，使其能够有效地调节滤波器的工作状态。
控制电路主要用于对放大器进行控制，使其能够根据输入信号的频率和幅值变化而调节。
激励电路的引入可以使有源电力滤波器具有更好的频率响应和动态性能。
有源电力滤波器的工作原理可以通过如下步骤进行描述：1. 输入信号通过滤波器部分，被电容、电感和电阻等元器件滤波和衰减。
滤波器部分的设计和参数选择决定了滤波器的频率响应和滤波特性。
2. 激励信号通过激励电路部分，被放大器放大到适当的幅值。
放大器的增益可以根据需要进行调节，以满足不同的滤波器工作要求。
3. 放大后的激励信号通过控制电路，对滤波器的工作状态进行调节。
控制电路可以根据输入信号的频率和幅值变化，动态地调整滤波器的参数和工作模式。
4. 调节后的滤波器输出信号经过放大器的逆变输出，得到最终的滤波器输出信号。
有源电力滤波器具有很多优点，比如滤波精度高、滤波范围宽、动态性能好等。
它可以有效地抑制输入信号中的谐波和噪声，提高电力系统的稳定性和可靠性。
同时，有源电力滤波器还可以根据需要进行调节和优化，适应不同的电力系统和工作环境。
总之，有源电力滤波器通过外部激励电路的引入，使滤波器能够主动对输入信号进行调节和滤波，从而实现更好的滤波效果和灵活性。
它是电力滤波器中一种重要的类型，广泛应用于电力系统和工业控制等领域。
有源电力滤波器的基本原理和分类
有源电力滤波器的基本原理和分类有源电力滤波器是电力电子技术中常用的一个概念。
它被广泛应用于电力系统中的谐波抑制和滤波控制中，以保证电力系统的稳定运行和有序的能量传输。
本文将从有源电力滤波器的基本原理和分类两个方面来详细介绍该技术的内容和应用场景。
一、有源电力滤波器的基本原理有源电力滤波器是指通过电力电子器件（如IGBT、MOSFET 等）配合控制电路，实现对电网谐波电流的主动抑制和滤波。
它的工作原理主要是通过采样电网波形，将其变换为电压信号后，送入控制器中进行数字信号处理。
处理后的结果通过PWM变换，驱动电力电子器件产生谐波电流，与谐波电流相互抵消，从而达到滤波的目的。
二、有源电力滤波器的分类根据其工作原理和控制方式的不同，有源电力滤波器可以分为多种类型，下面就具体介绍几种常见的有源电力滤波器类型。
1、电压型有源滤波器电压型有源滤波器主要是通过对电压信号进行采样和滤波，得到电网谐波电压分量后，通过功率放大器输出到负载侧，实现谐波电压的主动补偿和抑制。
该类型的有源滤波器主要适用于当前的电力系统中高压功率电子装置的谐波抑制，具有复杂的电路和控制策略，实现难度较大。
2、电流型有源滤波器电流型有源滤波器主要是通过对电流信号进行采样和滤波，得到电网谐波电流分量后，通过功率放大器输出到电力系统中，实现谐波电流的主动补偿和抑制。
该类型的有源滤波器主要适用于中低压电力系统，具有较高的滤波精度和电路简单易用的优点。
3、混合电压和电流型有源滤波器混合电压和电流型有源滤波器主要是通过对电压和电流信号分别进行采样和滤波，得到电网谐波电压和电流分量后，通过功率放大器输出到负载侧，实现谐波电压和电流的主动补偿和抑制。
该类型的有源滤波器是电压型和电流型有源滤波器的综合体现，具有滤波效果优秀、适用范围广、控制策略简单等优点。
总之，有源电力滤波器是电力电子技术中的一项重要内容。
在保证电力系统稳定运行和能量传输的过程中，有源滤波器可以发挥出其强大的作用。
有源滤波器的工作原理及应用
有源滤波器的工作原理及应用一、概述随着电力电子技术的迅猛发展和成熟，电力系统中的大型功率电子装置日益增多，在提高工业自动化水平和效益的同时，由于是各种使用传统相控整流技术的大容量非线性负荷，在运行过程中所产生的高谐波和低功率因数的运行状态，严重危害着电力系统的安全和电网供电质量。
针对电网谐波的复杂情况而研发的有源滤波器作为一款先进的电能质量治理产品，综合了电力电子技术、数字控制技术、数字信号处理技术等前沿技术，具有较高技术含量。
二、工作原理及容量选择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。
1.改造项目可以通过对电网的实测，得出谐波电流。
需要测试的量有：相电流有效值：I0,电流总谐波畸变率：THDi,那么可以根据如下的公式得到谐波电流有效值：上式中，IH表示总谐波电流含量。
2.新设计项目在变压器二次侧进行集中治理时，可以通过如下公式来估算：上式中，S表示变压器容量，K表示负荷率，U表示线电压。
一般情况下，K取0.5～0.7之间；而THDi根据不同行业的负载情况取不同的经验值三、有源滤波器的发展趋势有源滤波器是改善供电质量，净化电网污染的一种有效装置，自从七十年代提出以来，有源滤波技术得到了长足的发展，越来越多的有源滤波器投入了运行，无论从现实功能还是运行功率上都有明显进步。
目前，有源滤波器已经运用在提高电能质量，解决三相电力系统中终端电压调节，电压波动抑制，电压平衡改善以及谐波消除和无功补偿等问题上。
从近年来的研究和应用可以看出，有源滤波器的发展前景如下：（1）随着新型能源的发展，有源滤波器的运用范围得到极大扩展。
特别是新型能源发电后并入电网时，有源滤波器可减少其对电网产生危害。
（2）从成本和效率，以及扩大容量来说，模块化的有源滤波器系统将得到更加广泛得运用。
简述电力有源滤波器的工作原理
简述电力有源滤波器的工作原理
电力有源滤波器是一种用于消除电力系统中的谐波和其他干扰的装置。
它由一个用于滤波的被动滤波器和一个用于控制和补偿的主动滤波器组成。
工作原理如下：
1. 被动滤波器：被动滤波器是一个由电感和电容组成的电路，它能够滤除电力系统中的谐波。
谐波是由非线性负载和电力设备引起的，会导致电流和电压产生非正弦波形。
被动滤波器通过选择合适的电感和电容值，能够将谐波频率上的电压和电流滤除或减小。
2. 主动滤波器：主动滤波器是一个由功率电子器件（通常是可控硅）组成的电路，它通过改变电路的工作状态来产生补偿电流。
主动滤波器能够实施主动干预，生成与负载引入的谐波相反的谐波电流，以消除或减小谐波。
主动滤波器通过调节自身产生的电流波形，控制谐波电流与负载产生的谐波电流相抵消，从而消除谐波。
总之，电力有源滤波器通过结合被动滤波和主动控制，实现对电力系统中谐波和其他干扰的消除或减小。
被动滤波器用于滤除谐波，而主动滤波器用于补偿产生相反形态的谐波电流，以实现谐波的消除。
这样可以提供更纯净的电力供应，保证电力系统的稳定运行。
电力有源滤波器原理
电力有源滤波器原理
电力有源滤波器是一种用于滤除电力系统中谐波和干扰信号的装置。
其原理是利用有源元件（如放大器）对输入电流或电压信号进行放大和处理，通过控制输出信号与输入信号之间的相位和幅值关系，实现对特定频率范围内的信号进行滤波。
电力有源滤波器的工作原理类似于定频滤波器，但与传统被动滤波器不同，电力有源滤波器的输出信号是由被动元件和有源元件共同作用产生的。
这些有源元件通常被用作放大器，并且能够向输入电路中注入一定的功率。
在滤波过程中，电力有源滤波器通常根据输入信号的频率变化来调整放大倍数，以实现对特定频率的抑制和衰减。
当输入信号中包含谐波或干扰信号时，滤波器会将其放大，然后通过反馈机制将放大的信号与输入信号相减，以实现对谐波和干扰信号的滤除。
电力有源滤波器的优点是可以根据实际需求进行调整和优化，以适应电力系统中不同频率范围的谐波和干扰信号滤除。
此外，有源滤波器还可以提供较高的功率处理能力，更好地应对电力系统中的大电流负载。
总之，电力有源滤波器利用有源元件进行信号放大和处理，通过控制输出信号与输入信号之间的相位和幅值关系，实现对特定频率范围内的信号进行滤波和滤除。
它在电力系统中具有广泛应用，可以有效提高系统的工作稳定性和可靠性。
有源电力滤波器的要求及应用
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。
有源电力滤波器是现代化工业的主要副产品之一，随着工业现代化程度提高，谐波的问题日益严重。
这主要是现代化工业的用电方式发生了巨大的变化。
传统工业的主要电力负荷是电动机和电阻加热设备，这些设备是线性负载，不会产生谐波电流。
而现代化工业的主要电力负荷是电流变换器，包括变频器、中频炉、直流电机驱动器等，这些负荷都是非线性负载，工作时产生严重的谐波。
另一方面，大部分配电系统，包括变压器、开关柜、继电保护器、无功补偿柜等，都是按照线性负荷设计的。
当实际负荷为非线性负荷时，对配电系统造成严重的危害，轻则导致系统过热、不稳定，重则损坏配电设备。
解决这个问题的最好方法就是在非线性设备的电源输入端安装有源电力滤波器，将非线性负荷转变为线性负荷，谐波导致的各种问题便迎刃而解。
这种安装在设备的电源输入端的谐波滤波器就是设备级谐波滤波器。
有源电力滤波器的特殊要求设备级有源电力滤波器与母线级谐波滤波器有不同的要求。
设备级有源电力滤波器与所配的设备一同构成一个完整的系统，谐波滤波器的作用是保证这个系统的谐波电流发射满足特定的标准，例如，GB17625标准。
因此，设备级有源电力滤波器要满足一下四个方面的要求：1）不与系统发生不良作用：配装了谐波滤波器的设备可能在任何系统中使用，而任何情况下都不允许与系统之间发生不良的相互作用，例如与系统发生谐振，放大谐波电流。
2）不会导致超前的功率因数：设备配装了滤波器，功率因数要达到0.98以上，不允许出现过大的感性无功功率和容性无功功率；3）滤波效果确定：滤波器与特定设备组合起来后，谐波电流发射必须是确定的，与系统的参数无关，这样才能确保设备安装了滤波器后，满足特定的要求；4）不吸收上游谐波电流：配装了有源电力滤波器的设备可以应用在任何电网环境中，有些电网会有较大的谐波电压，设备级的谐波滤波器不允许吸收来自上游的谐波电流，否则，当上游谐波较大时，会导致滤波器过载。
有源电力滤波器
有源电力滤波器（APF）引言谐波电流和谐波电压的出现，对于电力系统运行是一种“污染”，它们降低了系统电压正弦波形的质量，不但严重地影响电力系统自身，而且还危及用户和周围的通信系统。
近半个世纪以来，随着电力电子设备的推广应用，非线性负荷的迅速增加(例如电气机车、工业电炉等的应用)，特别是高压直流输电的运用，谐波污染问题日趋严重，并因此受到人们普遍的关注和重视。
减小谐波影响的技术措施可以从两方面入手：一是从谐波源出发，减少谐波的产生；二是安装滤波装置。
常见的滤波器包括无源滤波器、有源滤波器以及混合滤波器。
无源滤波器（PF:Passive Filter）也称为LC滤波器，是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置。
无源滤波器的工业应用已经有相当长的历史，其设计方法稳定可靠、结构简单，但其滤波效果依赖于系统阻抗特性，并容易受温度漂移、网络上谐波污染程度、滤波电容老化及非线性负荷的影响。
此外，无源滤波器仅能对特定的谐波进行有效地衰减，而出于经济和占地面积方面的考虑，滤波器个数均是有限的，所以对谐波含量丰富的场合，无源滤波器的滤波效果往往不够理想。
与无源滤波器对应的是有源滤波器（APF:Active Power Filter）。
有源电力滤波器采用开关变换器消除谐波电流，克服了无源滤波器的缺点。
有源电力滤波器有着无源滤波器无可比拟的技术优势，因此越来越受到人们的关注。
1.有源滤波器的发展历史有源滤波器的思想最早出现于1969年B.M.Bird和J.F.Marsh的论文中。
文中描述了通过向交流电源注入三次谐波电流以减少电源中的谐波，改善电源电流波形的新方法。
文中所述的方法认为是有源滤波器思想的诞生。
1971年日本的H.Sasaki和T.Machida完整描述了有源电力滤波器的基本原理。
1976年美国西屋电气公司的L.Gyugyi和E.C.Strycula提出了采用脉冲宽度调制控制的有源电力滤波器，确定了主电路的基本拓扑结构和控制方法，从原理上阐明了有源电力滤波器是一理想的谐波电流发生器，并讨论了实现方法和相应的控制原理，奠定了有源电力滤波器的基础。
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。
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。
电力有源滤波器的工作原理
电力有源滤波器的工作原理电力有源滤波器是一种电子装置，用于去除电力系统中的谐波和干扰信号，以确保电力供应的质量和稳定性。
它通过引入一个电流源来补偿负载电流中的谐波成分，从而消除谐波。
以下是电力有源滤波器的工作原理的详细解释。
电力有源滤波器由三个主要部分组成：电流传感器、电压传感器和一个控制回路。
电流传感器用于监测负载电流的谐波成分。
负载电流经过电流传感器后，传感器会将其转换为电流信号，并将其发送到控制回路。
接下来，电压传感器用于监测电网电压的谐波成分。
电网电压经过电压传感器后，传感器会将其转换为电压信号，并将其发送到控制回路。
控制回路是电力有源滤波器的核心部分。
它根据电流传感器和电压传感器的信号，计算出负载电流谐波成分与电网电压谐波成分之间的差值。
然后，它将该差值转化为相应的电流源信号，并将其添加到负载电流中。
这样就能够实现对负载电流谐波成分的减少。
简单来说，工作原理是通过电流传感器和电压传感器对负载电流和电网电压进行监测，然后控制回路根据监测到的谐波成分情况计算出补偿电流源信号，并将其添加到负载电流中，从而减少谐波。
电力有源滤波器可以实现对不同频率的谐波的滤波，不仅可以有效去除电力系统中的谐波，还能提供功率因数校正和无功功率补偿。
它的作用是优化电力系统的质量，减少电网对谐波敏感设备的影响，提高电力供应的可靠性和稳定性。
总之，电力有源滤波器是一种通过引入补偿电流源来去除电力系统中的谐波成分的装置。
它通过电流传感器和电压传感器对电流和电压的监测，以及控制回路的计算和补偿，实现了对谐波的滤波和消除。
通过使用电力有源滤波器，可以提高电力系统的质量，减少谐波对设备的影响，从而确保电力供应的稳定性和可靠性。
有源电力滤波器装置的原理及特点
有源电力滤波器装置的原理及特点安科瑞王志彬2019.03有源滤波装置通过检测补偿对象的电压和电流，得出与负载电流中的谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流，从而使电网的电压、电流恢复为正弦波形。
有源电力滤波器具有如下特点：(1)实现动态补偿，可对频率和大小均变化的谐波及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波的危险，同时还能抑制串并联谐振;(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流倍次的谐波电流;(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补偿的高次谐波电流，不输出基波无功功率。
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。
●谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等；使变压器局部严重过热；使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。
●引起电网谐振，使得谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统，特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁，经常使电容器和电抗器烧毁。
●谐波会导致继电保护，特别是微机综合保护器与自动装置误动作，造成不必要的供电中断和生产损失。
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
有源滤波器APF
有源电力滤波器( APF )引言谐波电流和谐波电压的出现，对于电力系统运行是一种“污染”，它们降低了系统电压正弦波形的质量，不但严重地影响电力系统自身，而且还危及用户和周围的通信系统。
近半个世纪以来，随着电力电子设备的推广应用，非线性负荷的迅速增加(例如电气机车、工业电炉等的应用)，特别是高压直流输电的运用，谐波污染问题日趋严重，并因此受到人们普遍的关注和重视。
减小谐波影响的技术措施可以从两方面入手：一是从谐波源出发，减少谐波的产生；二是安装滤波装置。
常见的滤波器包括无源滤波器、有源滤波器以及混合滤波器。
无源滤波器(PF:Passive Filter)也称为LC滤波器，是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置。
无源滤波器的工业应用已经有相当长的历史，其设计方法稳定可靠、结构简单，但其滤波效果依赖于系统阻抗特性，并容易受温度漂移、网络上谐波污染程度、滤波电容老化及非线性负荷的影响。
此外，无源滤波器仅能对特定的谐波进行有效地衰减，而出于经济和占地面积方面的考虑，滤波器个数均是有限的，所以对谐波含量丰富的场合，无源滤波器的滤波效果往往不够理想。
与无源滤波器对应的是有源滤波器( APF:Active Power Filter )。
有源电力滤波器采用开关变换器消除谐波电流，克服了无源滤波器的缺点。
有源电力滤波器有着无源滤波器无可比拟的技术优势，因此越来越受到人们的关注。
1.有源滤波器的发展历史有源滤波器的思想最早出现于1969年B.M.Bird和J.F.Marsh的论文中。
文中描述了通过向交流电源注入三次谐波电流以减少电源中的谐波，改善电源电流波形的新方法。
文中所述的方法认为是有源滤波器思想的诞生。
1971 年日本的H.Sasaki 和T.Machida 完整描述了有源电力滤波器的基本原理。
1976 年美国西屋电气公司的L.Gyugyi 和E.C.Strycula 提出了采用脉冲宽度调制控制的有源电力滤波器，确定了主电路的基本拓扑结构和控制方法，从原理上阐明了有源电力滤波器是一理想的谐波电流发生器，并讨论了实现方法和相应的控制原理，奠定了有源电力滤波器的基础。
有源电力滤波器原理
有源电力滤波器原理
有源电力滤波器原理可以简单概括为通过使用有源元件（如放大器）来抵消输入信号中的噪声和干扰，从而实现滤波效果。
这种滤波器通常由放大器、电容器和电感器组成。
有源电力滤波器的基本原理是将输入信号通过电容器和电感器组成的滤波网络，以去除或减弱其中的高频噪声和干扰。
经过滤波网络后的信号被放大器放大，并输出给负载。
放大器在电力滤波器中起到关键作用。
它可以增加滤波网络输入信号的振幅，并根据需要进行频率选择，使得滤波效果更加准确。
放大器的选择和设计要根据应用需求来确定，可以使用不同类型的放大器，比如运算放大器或运算放大器的组合。
电容器和电感器是有源电力滤波器中的另外两个主要元件。
它们通过产生电场和磁场相互作用来实现滤波效果。
电容器具有通过高频噪声的能力，而电感器则具有通过低频信号的能力。
结合使用电容器和电感器可以实现对不同频率范围内噪声和干扰的滤波。
总之，有源电力滤波器通过使用有源元件来抵消输入信号中的噪声和干扰，从而实现滤波效果。
通过合理选择和组合放大器、电容器和电感器，可以设计出不同频率范围的滤波器，满足不同应用的需求。
有源电力滤波控制技术的研究及应用
有源电力滤波控制技术的研究及应用一、概述随着现代电力电子技术的迅猛发展，电力系统中谐波污染和无功损耗问题日益突出，严重影响着电能质量以及电力系统的稳定运行。
为了解决这一问题，有源电力滤波技术应运而生，并在电力系统中得到广泛应用。
有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）是一种基于电力电子技术和计算机控制技术的先进装置，能够实时监测电力系统中的电压和电流，对谐波和无功功率进行补偿，从而改善电能质量，提高电力系统的稳定性和效率。
有源电力滤波控制技术作为有源电力滤波器的核心，其研究与应用对于提高电力系统的电能质量和运行稳定性具有重要意义。
国内外学者对有源电力滤波控制技术进行了深入研究，提出了多种控制策略和优化算法。
这些研究不仅丰富了有源电力滤波技术的理论体系，还为实际应用提供了有力支持。
在实际应用中，有源电力滤波器已广泛应用于工业、商业、住宅等各个领域。
通过采用先进的控制策略和优化算法，有源电力滤波器能够实现对谐波和无功功率的有效补偿，降低电力系统的损耗，提高设备的运行效率。
有源电力滤波器还具有响应速度快、补偿精度高等优点，能够有效应对电力系统中的突发谐波污染事件。
尽管有源电力滤波控制技术取得了显著的研究成果和应用效果，但仍存在一些挑战和问题。
对于不同类型负载的适应性、控制算法的复杂度以及设备成本等方面仍有待进一步研究和优化。
未来有源电力滤波控制技术的研究将更加注重实际应用需求，致力于提高滤波器的性能、降低成本并拓展其应用范围。
有源电力滤波控制技术作为改善电能质量和提高电力系统稳定性的有效手段，其研究与应用具有重要意义。
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，有源电力滤波控制技术将在未来发挥更加重要的作用。
1. 电力污染现象及危害随着电力电子技术的飞速发展，各类非线性负荷的广泛应用使得电网中的谐波污染问题日益严重。
谐波污染不仅影响电力系统的正常运行，还可能对用电设备造成损害，甚至对人们的生产生活安全构成威胁。
有源滤波器工作原理
有源滤波器工作原理
有源滤波器是一种电路，由主动元件（如运算放大器）和被动元件（如电阻、电容、电感等）组成。
它通过对输入信号的增益和相移进行调节来实现对特定频率信号的滤波。
有源滤波器工作原理如下：首先，输入信号被送入运算放大器的非反相输入端，而反相输入端通过反馈电阻和电容连接到运算放大器的输出端。
这样一来，运算放大器会将输入信号通过反馈路径再次输入到非反相输入端，形成一个反馈回路。
当输入信号的频率与滤波器设置的截止频率相等时，电路会出现共振现象，此时输出信号幅度最大。
而对于其他频率的输入信号，由于电路的特性，输出信号幅度会相应减小。
有源滤波器可以按照传递函数的形状分为低通、高通、带通和带阻四种类型。
低通滤波器通过允许低频信号通过而阻断高频信号来滤除高频噪声。
高通滤波器则通过阻断低频信号而传递高频信号，用于滤除低频噪声。
带通滤波器用于传递一定范围内的频率信号，而阻隔其他频率。
带阻滤波器则相反，通过传递一定范围之外的频率信号，而阻隔其他频率。
在有源滤波器中，增益和相移的调节是通过调整反馈电路中的元件参数来实现的。
这样一来，可以实现对不同频率信号的不同放大程度和相位变换，从而达到滤波的效果。
总之，有源滤波器通过运用主动元件和被动元件，通过增益和相移调节，实现对输入信号中的特定频率信号的滤除或传递。
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有源电力滤波器基本原理及设备目录一．APF 的系统构成 (4)二．APF 特性 (6)三.APF的组成和功能 (10)四．技术参数及规格型号 (18)五．经典案例 (21)六、谐波无功节能 (26)七、谐波无功治理设备的选择 (29)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。
有源电力滤波器基本原理一．APF 的系统构成下图为APF的系统框图。
图中，e S表示交流电源，负载为谐波源，它产生谐波并消耗无功。
有源电力滤波器系统由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路。
其中指令电流运算电路的核心是检测出补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量。
补偿电流发生电路的作用是根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号，产生实际的补偿电流，它由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三个部分构成。
主电路目前均采用PWM变流器。
APF 系统框图下图为APF的系统原理图。
图中e a、e b、e c 为交流电源，谐波电流源为非线性负载，L sa、L sb、L sc 分别代表三相的电网阻抗。
而有源电力滤波器主要由以下几部分组成，指令运算电路，电流跟踪控制电路，驱动电路以及主电路。
其中指令运算电路的主要任务是按照要求检测出负载电流中的谐波、无功以及负序分量。
电流跟踪控制电路，驱动电路以及主电路和在一起可以称为补偿电流发生电路，它的主要作用是根据指令运算电路得出的补偿指令，产生实际的补偿电流。
主电路主要由IGBT 构成的电压型PWM变流器，以及与其相连的电感和直流侧电容组成。
APF 系统原理图二．APF 特性有源电力滤波器不仅可滤除谐波电流，还可补偿系统无功、三相不平衡的治理等。
a) 滤除谐波有源电力滤波器补偿负载谐波电流成分的等效电路图如下图所示。
图中下标f 和h分别表示基波成分与谐波成分。
补偿谐波电流时的等效原理图从图中可以得到，电网侧的谐波电流可以写为：若电源电压没有畸变，即esh= 0，只要控制有源电力滤波器的输出电流ich ，使其满足ich = iLh，即可使电网侧的谐波电流ish= 0。
控制有源电力滤波器的输出电流为负载电流中指定次谐波分量，即ich=iLhn （n为谐波次数），此时可使电网侧的指定次谐波电流ishn= 0（n为谐波次数）。
b) 补偿无功有源电力滤波器补偿负载无功电流时的等效电路图如下图所示。
图中下标p 和q分别表示有功分量与无功分量补偿无功时的等效原理图从图中可以得到，电网侧的无功电流可以表示为：只要控制有源电力滤波器的输出电流使其满足icq=iLq，即可使电网侧的无功电流isq= 0。
有源电力滤波器工作时控制板输出的补偿指令和变流器的输出电流波形，可以看出变流器的输出电流很好的跟踪了补偿指令。
跟踪指令三.APF的组成和功能a)APF的组成和功能APF电路结构包括主电路、继电回路、驱动电路、电流跟踪电路和指令运算电路。
b) 主电路APF 主电路图主电路图主电路由断路器、PWM变流器、电解电容、滤波电容和进线电感、防雷器组成：主电路采用三相全桥电压型PWM变流器：两组完全相同的PWM变流器公用一组直流滤波电容母线，通过进线电抗器直接并联在一起。
变流器控制采用二重化方式，两个变流器的输出电流跟踪同一个补偿指令信号，每个变流器使用自身不同的三角载波调制PWM驱动信号，这两个载波信号在相位上相差180度（即载波移相控制），这样一方面通过双变流器实现了整个滤波器输出功率的提高，同时，提高了系统等效开关频率，进而提高了滤波器补偿效果，而在同样补偿效果情况下，功率器件IGBT的开关频率可以大为降低。
同理，该方法可推广到多重化应用，根据功率等级需要可采用三重化、四重化……电路结构电解电容用来储存直流侧能量；滤波电容的作用的滤出直流侧的毛刺；进线电感的作用在于PWM变流器的输出电压和电网电压的差值作用其上产生补偿电流。
c) 继电回路APF 继电回路包括继电控制、电源系统和同步信号三部分电源系统主要是给控制系统供电，它由进线变压器、交流滤波器、开关电源、电源板和防雷元件组成。
滤波器主要是滤除进线电压的高频干扰，使得开关电源更好的工作，并且能够改善电源部分的EMI；开关电源和电源板用来提供控制系统所需要的直流电压, 防雷元件用来防止雷击，增加了装置的安全性。
继电控制回路由控制系统主接交流触器、控制开关、控制继电器、显示灯、继电板组成, 继电板的主要作用是控制开关与控制系统的联系，它用来传递启动、故障等信号。
同步信号由一个同步变压器提供。
d) 驱动电路驱动电路由电源部分、驱动部分、保护部分组成：电源用来提供驱动模块正常工作时电源驱动部分包括驱动模块和相关的外围电路保护部分主要是检测PWM变流器的电流和温度信号，必要时停止PWM变流器e) 控制系统APF控制系统指令运算电路和电流跟踪电路组成：f) 电流跟踪电路电流跟踪电路包括信号调理电路、三角波发生器、PWM信号生成电路、直流侧过压保护电路g) 指令运算电路指令运算电路主要作用是对采样数据进行计算和分析，得出指令信号。
它采用了双DSP 结构，一片采用TMS320C32（32 位浮点型），用于浮点计算和数据处理；另一片采用TMS320F240，用于数据采集和大量的逻辑操作和控制。
两者通过一片16k×16bit 的双口RAM 进行数交换。
C32运算能力强，但片内资源和I/O 接口较少，逻辑处理能力弱，而F240 正好相反，片内资源丰富，成本低，I/O 使用方便，但其16 位的定点内核对精度和速度有一定限制，因此两者的结合可充分发挥这两种芯片的优点。
它包括A/D、CPLD、F240、C32、EPROM、双口RAM等A/D：将模拟信号(同步电压信号、电流信号)转化为数字信号；F240：数据采集；进线电压同步；重要数据的存储；C32：负载电流谐波分析；补偿电流指令的计算；与监控系统的串行通讯CPLD：C32，F240的地址译码；F240与外配A/D接口所需的等待状态发生器；缺相，相序检测电路；双端口RAM的SEM逻辑电路双口RAM：用于存放准备与F240 交换的数据EPROM：程序存储四．技术参数及规格型号1.执行标准:GB/T 14549-93 《电能质量：公用电网谐波》GB/T 15576-1995 《低压无功功率静态补偿装置总技术条件》GB 7625.1-1998 《低压电气电子产品发出的谐波电流限值》2. 正常使用的环境条件a) 环境空气:APF是户内型设备。
所以室内应具有供应冷却媒质的设施。
而如果冷却媒质就是室内的空气，则应具备把热量从室内传至室外的设施，以形成大环境空气循环。
这样就可以把室内的空气作为设备和户外空气的中间热交换器。
如果将APF装于柜内或箱内，由于存在箱壁的热反射，则必须在箱内加大和外界的空气交换，增强箱内的散热性能。
b) 环境温度:设备运行时的冷却空气的极限温度为：日平均温度不超过30℃,年平均温度不超过25℃。
c) 空气相对湿度:最低15%；最高不大于90%(20℃以下时)。
d) 海拔高度:设备安装运行的海拔高度不超过2000m。
安装地点无剧烈振动及颠簸，安装倾斜度不大于5%。
5. 设备的电气保护a) 过压保护直流母线电压超过780V值时，产品应立即自动关闭有源滤波器输出，同时有相应的告警。
b) 变流器过流有源滤波器变流器输出电流超过IGBT额定电流时，将由驱动模块报出故障，同时由继电保护板切断主回路，滤波器关闭输出。
c) 变流器过热有源滤波器内部功率半导体部分温度超过85±2ºC时，系统发出告警，当温度恢复到安全温度时告警自动解除，有源滤波器可以投入工作。
d) 滤波器输出超限当谐波负载容量超出有源滤波器补偿能力时，有源滤波器按最大能力输出（即限流输出）。
e) 滤波器防雷保护滤波器在柜内装有防雷元件，可以有效防止雷击对滤波器造成的损坏：防雷元件最大耐压值为1500V,失效指示为绿色时防雷元件正常工作，红色时防雷元件失效,需要更换。
接线滤波器接线必须在断电的情况下进行！3. 主回路接线由于滤波器进线为上进线，总开关上方端子从左至右分别为A、B、C三相，用电缆线将它们有电网A、B、C三相分别对应相连即可。
表1 有源电力滤波器（APF）及静态无功发生器（SVG）技术参数表2电能质量控制器（A VQR）五．经典案例案例1钢管厂无功、谐波治理方案钢管厂主要是对半成品钢管进行成品加工处理，包括车丝、中频加热炉、接箍、磁粉探伤等工艺。
配电情况中频加热炉由1250KV A变压器单独供电，其余由2000KV A变压器供电，具体参数及用电情况如下：A．电力变压器为S9系列。
容量分别为：1250KV A；2000KV A。
一次电压均为10KV；二次电压均为0.4KV。
B．接线方式均为Y/Y0。
C．1250KV A变压器负荷为两台600KW 中频加热电源，主接线采用晶闸管三相桥式整流；快速晶闸管单相桥逆变；储能元件为电抗器；输出频率为2.5KHZ。
D．2000KV A变压器负荷为交直流传动电机，其中直流电机六台，132KW 四台，75KW两台，总容量为678KW；交直交变频器28台，总容量约为350KW；其余为普通交流机。
E．中频电源为间歇式工作方式，频次约为30秒，有两台同时工作的情况。
F．2000KV A变压器的负荷有同时工作的情况。
2、存在问题主要有以下几点A、大量变频器的使用后，电流谐波的污染比较严重，造成设备误动作、以及一些设备自动跳闸、一些电器元件烧坏等故障。
B、大功率交流电机和众多交流电机的使用，供电电网的功率因数过低；C、冲击性负载给供电电网造成的电压波动甚至闪变等；六、谐波无功节能6.1 症状分析在工业和生活用电负荷中，电感性负荷占有很大的比例。
感应电动机、变压器、日光灯等都是典型的电感性负荷。
感应电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例。
电力系统中的电抗器和架空线等也消耗一些无功功率。
电感性负荷必须吸收无功功率才能正常工作，这是由其本身的性质所决定的。
电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率，特别是各种相控装置。
如相控整流器、相控交流功率调整电路和周波变流器，在工作时基波电流滞后于电网电压，要消耗大量的无功功率。
6.2无功功率的影响无功功率对公用电网的影响主要有以下几个方面：(1) 增加设备容量。