有源电力滤波器的分类
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。
《有源电力滤波器》课件
有源电力滤波器具有较高的 滤波效率和较低的损耗，能 够有效滤除电力供应中的噪 声和干扰。
有源电力滤波器的工作参数 和滤波特性可以根据需要进 行调节和优化，适应不同应 用环境。
有源电力滤波器的工作原理
有源电力滤波器通过电子元器件和控制电路的组合，实现对所需频率信号进行选择性传递和干扰抑制。
1
输入信号
有源电力滤波器将输入信号分解为不同频率
滤波电路
2
的成分。
滤波电路根据预设的频率响应特性，对目标
频率信号进行滤波处理。
3
输出信号
滤波电路输出滤波后的信号，实现对噪声和 干扰的抑制。
有源电力滤波器的应用领域
有源电力滤波器广泛应用于以下领域：
电力系统
用于净化电力供应，保障电力系统的稳定运行。
工业设备
用于电力负载的滤波和干扰抑制，提高设备运行的 可靠性。
有源电力滤波器的优缺点及改进方法
有源电力滤波器具有以下优点和缺点：
优点
• 主动滤波的能力。 • 较高的滤波效率。 • 灵活性和可调节性。
缺点
改进方法
• 较高的成本。 • 对电源系统稳定性的依赖性。 • 对温度和环境变化的敏感性。
• 优化控制电路和电子元器 件选择。
• 提高系统的稳定性和可靠性。 • 增强温度和环境适应能力。
总结
有源电力滤波器是一种重要的电子滤波装置，通过主动控制电路实现对电力 供应中的噪声和干扰的滤除，具有高效性能和灵活性。它广泛应用于电力系 统、工业设备、通信设备和医疗器械等领域，但也存在成本高、稳定性和环 境适应能力等挑战。通过优化设计和改进方法，可以进一步提高有源电力滤 波器的性能和可靠性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
频率响应
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。
有源电力滤波器分类
有源电力滤波器分类
有源电力滤波器
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，抵消负载中相应电流，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。
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。
1、并联型有源滤波器。
有源滤波器
它的传递函数为 ＝
一阶有源低通滤波器的幅频响应和相频响 应分别为
- arctan（ω/ω0）
一阶有源低通滤波器的幅频响应如图所示。
2．高通滤波器
一阶有源高通滤波器是在一阶无源高 通滤波器的基础上加一集成运放构成的。
它的幅频响应和相频响应为
幅频响应
arctan（ω0/ω）
3．其他有源滤波器
为了得 到带通或者 带阻有源滤 波器，我们 将高通滤波 器与低通滤 波器串联或 者并联起来 就可以了。
根据阻带和通带的位置不同，滤波器可以 分为以下几种： （1）低通滤波器（LPF） （2） 高通滤波器（HPF） （3） 带通滤波器（BPF） （4）带阻滤波器（BEF）
四种不同滤波器的幅频特性
1.2 一阶有源滤波器
1．低通滤波器 一阶有源低通滤波器是在无源低通滤
波器的基础上加一集成运放构成路。
模拟 电子 技术 基础
有源滤波器
1.1 滤波器的概念及分类 1.2 一阶有源滤波器
1.1 滤波器的概念及分类
1．滤波器的定义
滤波器的一般结构如图所示，ui（t）是输 入信号，uo（t）是输出信号。由于它处理的信 号含有各种不同频率，通常在频域内表示它的 各种特征和性能。
=
=
2．有源滤波器的分类
模拟 电子 技术 基础
有源滤波器的特点及分类详解
有源滤波器的特点及分类详解有源滤波器的频率范围是由直流到500KHZ，在低频范围内已取代了传统的LC滤波器。
特别是在很低频率下不可能实现LC滤波器，但有源滤波器却能给出满意的结果。
1、有源滤波器它的输入阻抗高，输出阻抗极低，因而具有良好的隔离性能，所以各级之间均无阻抗匹配的要求。
2、易于制作截止频率或中心频率连续可调的滤波器且调整容易。
3、如果使用电位器、可变电容器，有源滤波器的频率精度易于达到0.5%。
4、不用电感器，体积小、重量轻，在低频情况下，这种优点就更极为突出。
5、设计有源滤波器比设计LC滤波器具灵活性，也可得到电压增益。
但是应当注意，有源滤波器以集成运放作有源元件，所以一定要电源，输入小信号时受运放带宽有限的限制，输入大信号时受运放压摆率的限制，这就决定了有源滤波器不适用于高频范围。
目前实用范围大致在100KHZ以内，另一方面，在频率高于100KHZ时，无源滤波器的性能却比有源滤波器的好，当频率高于10MHZ时，无源滤波器则更显得优越。
有源滤波器按通带性能的分类 像无源滤波器一样，按通带性能划分有图5.1-1所示的四种类型。
即低通滤波器（LPF）高通滤波器（HPF），带通滤波器（BPF），和带阻滤波器（BEF）。
以上四种滤波器，又统称为选频滤波器。
除了选频滤波器之外，还有以相位响应为主要特性的其他一些滤波器，如全通滤波器。
它的输出幅度在全频城内是恒定不变的，但输出信号对输入信号的相移却是频率的函数。
因此全通滤波器也称为相移滤波器。
其幅频响应和相频响应如图4.4-41所示。
有源滤波器以传输特性分类 最平通带“巴特沃斯”响应 巴特沃斯滤波器的特点是在通带以内幅频曲线的幅度最平坦，由通带到阻带衰减陡度较缓，截止频率以后的衰减速率为6MDB/倍频程，相频特性是非线性的。
对阶跃信号有过冲和振铃现象。
巴特沃斯滤波器是一种通用型滤波器，又称为最平幅度滤波器，巴特沃斯低通滤波器特性如图5.4-42所示。
第九章 有 源 滤 波 器
n 2n，n n2， n
n 2n • 2 2f 2f
n
n2
n
fn
f 26 o
K ( j )
AV P
1 Q 2( n )2
n
AV P 1 Q 2(2f )2
fo
在 截 止 频 率 fL与 fH点 ，
K ( j 0.7 )
AV P
AVP
1 Q 2 ( 2 f0.7 ) 2
滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成 分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含 一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图所示。
图9.02 滤波过程
5
Lamor 频率 2322.5Hz
工频谐波频率 2350.5Hz
6
9.1.3 滤波器的通式 理想滤波器
实际一阶滤波器
7
理想滤波器的传递函数：
n的阶次即滤波器的阶次，阶次越高，越 逼近理想(见P.420,424)。分子分母都可以分解 为若干个二次多项式（和一个一次多项式， n 为奇数）之积的形式。所以，只要会设计一阶、 二阶滤波器，串联起来就是多阶滤波器。
33
F
Vf Vo
Z2
R2 /(1 jR2C2 )
Z1 Z 2 R1 (1/ jC1 ) + [R2 /(1 jR2C2 )]
R2
[R1 (1/ jC1 )](1 jR2C2 ) R2
R2
R1 (1/ jC1 ) + jR1R2C2 R2C2 / C1 R2
1
(1
R1 R2
V o()f[V i()]
（a）LC并联谐振电路 （b）并联谐振曲线 图9.05 LC并联谐振电路与并联谐振曲线
41
图9.06 有损耗的谐振电路
有源电力滤波器
一、有源电力滤波器本系列产品是以高性能的数字处理器（DSP）为核心，采用高频电力电子变换技术，进行谐波抑制和动态无功补偿的新型电力电子装置。
原理图原理有源电力滤波器(APF:Active Power Filter)采用并联的方式，通过实时检测负载的谐波和无功分量，采用PWM变换技术，将与谐波和无功分量大小相等、方向相反的电流注入供配电系统中，实现滤除谐波、动态补偿无功的功能。
应用本产品可广泛应用于企业、商业和机关团体的供配电系统中。
其主要应用的行业包括：电力系统、石油、烟草、化工、冶金、制药、造船、汽车制造、电信、水泥、矿山、电气化铁路、造纸、精密机械加工、焊接、纺织、印刷、精密电子、半导体生产企业等。
特点实时跟随、动态补偿采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测技术，实时检测谐波电流。
通过瞬时电流跟踪控制，实现谐波电流动态补偿，自动跟踪负载谐波变化，具有高度可控性和快速响应性。
优异的补偿特性补偿性能不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险。
也可以用来抑制供电系统中因谐波引起的系统谐振。
灵活的补偿方式一机多能，不仅能治理谐波，而且能补偿无功、提高功率因数。
既可对单个谐波源独立补偿，也可对多个谐波源集中补偿。
治理谐波时还可实现对指定次谐波进行治理。
DSP智能监控DSP高速检测和运算，确保谐波检测和补偿控制精准有效；兼具智能监控功能，装置操控灵活，运行参数、工作状态一目了然，故障自动诊断；具备远程通讯接口，可通过PC机实时监控。
先进的功率变换设计采用最新的IGBT高频开关器件，主电路为桥式全控PWM变流器，具有体积小、效率高、可靠性高的特点，先进的多重化技术实现整机容量的扩展。
标准化模块化设计功率电路或控制电路采用模块或组（插）件结构，在实现标准化生产的同时提高了产品的可靠性和可维修性。
型号说明操作显示面板 DSP电路板规格和技术参数二、滤波方案的选择针对供配电网供电质量受到污染，同一供配电网上的其它敏感负载工作受到影响，以及本身电网的功率因数较低，实用的滤波补偿解决方案主要有以下几种：方案一集中补偿针对整个电网进行综合治理，可采用无功补偿或无源滤波器。
电力滤波器
电力滤波器1. 引言电力滤波器是一种电子设备，用于去除电力系统中的谐波和干扰。
谐波和干扰可能来源于电力供应来源、电机、电子设备和其他非线性负载。
这些谐波和干扰会导致电力系统性能下降，引起电压和电流失真，并对相关设备的正常运行产生负面影响。
电力滤波器通过消除这些谐波和干扰，提高电力系统的质量和稳定性。
本文将介绍电力滤波器的工作原理、分类、应用场景以及常见的滤波器类型。
2. 工作原理电力滤波器通过将谐波和干扰的频谱与所需的频谱进行比较，以确定要过滤掉的频率范围。
滤波器可以根据频率范围的不同选择不同的滤波器类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
一般来说，电力滤波器的工作原理可以概括为以下几个步骤：1.传感器监测电力系统中的谐波和干扰，将其转换为电信号。
2.控制单元接收来自传感器的信号，并分析其频谱特征。
3.控制单元根据预设的滤波要求生成相应的滤波器参数。
4.滤波器单元根据控制单元提供的参数，对输入信号进行滤波处理。
5.处理后的信号送回电力系统，保证电力质量和稳定性。
3. 分类根据应用场景和滤波要求的不同，电力滤波器可以分为多种类型。
下面介绍几种常见的电力滤波器分类。
3.1 有源滤波器有源滤波器是一种使用主动元件（如晶体管、放大器等）来实现滤波功能的滤波器。
它能够通过对输入信号进行放大和相位调整的方式，提供更高的滤波效果。
有源滤波器通常适用于对频谱特征要求较高的场景，如无线通信、音频设备等。
3.2 无源滤波器无源滤波器是一种使用无源元件（如电阻、电容、电感等）来实现滤波功能的滤波器。
它在电路中不需要外部能量输入，只通过被动元件的频率选择性来实现滤波效果。
无源滤波器通常适用于对频谱特征要求不高的场景，如电源滤波、线性电路等。
3.3 阻抗型滤波器阻抗型滤波器是一种利用阻抗特性来实现滤波功能的滤波器。
它通过改变电源和负载之间的阻抗匹配来降低电力谐波和干扰。
阻抗型滤波器通常适用于电力系统中谐波较多的场景，如工业生产设备、电力传输等。
有源电力滤波器
有源电力滤波器理想的电力系统电压应该是固定的频率以及规定的幅值，而电流应和系统电压同相且为正弦波。
但随着电力电子技术的发展，电力电子装置得到日益广泛的应用，电力电子设备自身的非线性特性，为电网系统引入了大量的谐波和无功污染。
为了解决电力电子装置和其他谐波源的谐波污染问题，基本思路有两条：一条是装设谐波补偿装置来补偿谐波，对于各种谐波源都是适用的；另一条是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，其功率因数可近似为1，这当然只适用于电力电子装置类型的谐波源。
目前，消除谐波的方法主要有无源电力滤波器(passive power filter，PPF)、有源电力滤波器(active power filter，APF)和混合型有源电力滤波器 (hybrid active power filter，HAPF)。
无源滤波器具有简单、方便等优点，但也存在以下缺点：(1)只能抑制固定的几次谐波，并对某次谐波在一定条件下会产生谐振而使谐波放大；(2)只能补偿固定的无功功率，对变化的无功负载不能进行精确补偿；(3)其滤波特性受系统参数影响较大，并且其滤波特性有时很难与调压要求相协调；(4)重量与体积较大等等。
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，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。
它以其良好的动态响应速度和补偿特性，在理论研究和实际应用方面都得到很大发展。
电力有源滤波器是一种能动态抑制谐波的新型电力电子装置, 它能克服传统无源LC滤波器的不足, 是一种很有发展前途的谐波抑制手段。
有源电力滤波器的分类有源电力滤波器可分为有源直流滤波器和有源交流滤波器两大类。
有源直流滤波器主要用来消除HVDC 系统中换流器直流侧的电压、电流谐波；而有源交流滤波器（即通常说的APF)，则是应用于交流电力系统各个电压等级的谐波补偿。
1．根据接入电网的方式分类根据接入电网的方式分类，有源电力滤波器可分为并联型APF、串联型APF、串－并联型APF 以及混合型APF。
《有源滤波器》课件 (2)
有源滤波器与被动滤波器的对比
有源滤波器
• 使用放大器 • 增益高、精度高 • 带宽可调 • 需要电源 • 可自激震荡 • 使用符号法分析
被动滤波器
• 使用电阻和电容器 • 增益低、精度低 • 带宽固定 • 不需要电源 • 不会自激震荡 • 使用网络分析法
有源带通滤波器电路图
将一定范围内的中频信号通过，而削减高低频 信号。常用于收音机和通信设备中。
有源带阻滤波器电路图
削减一定范围内的信号，而通过高低频信号。 常用于降噪和信号抑制。
有源滤波器的工作原理
1
正反馈
有源滤波器通过将信号引入放大器并将放大的信号输出到电阻器和电容器等元件 上，实现对信号的滤波。这是利用正反馈实现的。
分类
有源滤波器的分类包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器 和陷波器等。这些滤波器的分类基于它们在频率域中对信号的响应。
常见的有源滤波器电路图
有源低通滤波器电路图
将低频信号通过，而削减高频信号。常用于音 频的控制和处理。
有源高通滤波器电路图
将高频信号通过，而削减低频信号。常用于信 号的分离和滤波。
有源滤波器的实验设计与操作技巧
1 实验设计
有源滤波器实验需要注意的事项是：正确连接电路、选择滤波器类型、选择合适的元器 件、选取适当的放大倍数和调整直流偏置。
2 操作技巧
有源滤波器操作的技巧有：合理调整电路参数、对信号进行采样、选择合适的测试仪器 和分析工具，以及学会分析和解决实验中的问题。
2
Resonance
有源滤波器分类
有源滤波器分类
有源滤波器
有源滤波器，又名APF，目前其在配电系统中的应用越来越广泛了，它通常被打包在成套柜内一起供货。
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，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
有源是一台装置，它直接连接到母线上，它能够监视负载谐波电流的大小，并输出与谐波电流方向相反，幅值相等的谐波电流，用以抵消负载产生的谐波电流，提高配电系统电能质量。
有源滤波器的特点
1、滤波精度高，谐波电流滤除率可达97%以上；
2、滤波范围广，滤波次数：2~50次谐波及间谐波；
3、对负载的波动响应快，响应时间为1微秒；。
有源滤波器分类
有源滤波器分类
有源滤波器是一种使用放大器或运算放大器等有源元件构成的滤波器。
根据其频率特性和滤波方式的不同，可以将有源滤波器分为以下几类：
1. 低通滤波器（Low-pass Filter）：该类型的有源滤波器允许低于截止频率的信号通过，而抑制高于截止频率的信号。
2. 高通滤波器（High-pass Filter）：这种滤波器则与低通滤波器相反，它允许高于截止频率的信号通过，并抑制低于截止频率的信号。
3. 带通滤波器（Band-pass Filter）：带通滤波器可选择性地传递某个频率范围内的信号，同时抑制其他频率范围内的信号。
4. 带阻滤波器（Band-stop Filter）：与带通滤波器相反，带阻滤波器抑制某个频率范围内的信号，而允许其他频率范围内的信号通过。
此外，有源滤波器还可以根据其使用的有源元件类型进一步分类，例如使用运算放大器的有源RC滤波器、使用晶体管的有源LC滤波器等。
每种类型的有源滤波器都有其适用的场景和特点，可以根据实际需求选择合适的类型。
1。
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。
有源滤波器的种类与工作原理
有源滤波器的种类与工作原理引言：在电子技术领域，滤波器是一种常见而重要的电路元件。
它可以通过对电信号的频率进行处理，实现信号的分离、放大或抑制。
其中，有源滤波器是一类常见的滤波器，它利用了放大器等有源元件来实现滤波操作。
本文将介绍有源滤波器的种类和工作原理。
一、低通滤波器低通滤波器是一种将输入信号中高于截止频率的分量抑制的滤波器。
它允许低于截止频率的分量通过，同时高于截止频率的分量被衰减。
有源低通滤波器可以使用放大器来增加输出信号的幅度。
其中一种常见的有源低通滤波器是RC低通滤波器，它由一个电容和一个电阻组成。
当输入信号的频率高于截止频率时，电容将电流绕过电阻，从而抑制高频信号的通过。
二、高通滤波器高通滤波器是一种将输入信号中低于截止频率的分量抑制的滤波器。
它允许高于截止频率的分量通过，同时低于截止频率的分量被衰减。
有源高通滤波器可以使用放大器来增加输出信号的幅度。
其中一种常见的有源高通滤波器是RC高通滤波器，它也由一个电容和一个电阻组成。
当输入信号的频率低于截止频率时，电容将通过电阻产生高频信号的衰减。
三、带通滤波器带通滤波器是一种将输入信号中处于一定频率范围内的分量通过，同时抑制低于和高于该频率范围的分量。
有源带通滤波器可以使用放大器来增加输出信号的幅度。
其中一种常见的有源带通滤波器是多谐振荡器，它由一个放大器和一个电感电容滤波网络组成。
它可以选择性地将一定频率范围内的信号放大，而抑制其他频率的信号。
四、带阻滤波器带阻滤波器是一种将输入信号中处于一定频率范围内的分量抑制，同时放大低于和高于该频率范围的分量。
有源带阻滤波器可以使用放大器来增加输出信号的幅度。
其中一种常见的有源带阻滤波器是陷波器，它由一个放大器和一个电容滤波网络组成。
它可以选择性地将一定频率范围内的信号衰减，而放大其他频率的信号。
五、滞回斜率滤波器滞回斜率滤波器是一种特殊类型的有源滤波器，它可以在频率响应曲线的固定带宽区域内提供更陡峭的斜率。
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apf分类
有源电力滤波器apf分类有源电力滤波器（Active Power Filter，APF）是一种能够有效抑制电力系统谐波干扰的设备。
它通过对电网电流进行实时监测、计算并控制其输出电流，从而消除谐波电流，改善电力质量。
APF根据其控制策略和电源连接方式可以分为多种分类。
本文将详细介绍三种常见的APF分类，包括电压型、电流型和混合型。
1. 电压型APF：电压型APF是以电压为基准进行控制的滤波器。
它通过监测电网电压，计算出理想电流，并控制逆变器输出电流与电网电压保持同相，以使其输出电流具有滤除谐波电流的能力。
电压型APF主要用于电网电压波动较大的场合，例如低压电网、发电机等，它能够在电网电压波动时及时调整输出电流以适应电网变化。
2. 电流型APF：电流型APF是以电流为基准进行控制的滤波器。
它通过监测电网电流，计算出理想电流，并控制逆变器输出电流与电网电流保持同相和同幅，以实现对谐波电流的补偿。
电流型APF主要用于电网电流谐波干扰较大的场合，例如有大量非线性负载的电网，它能够根据电网实际情况灵活调整输出电流，有效抑制谐波电流对电网的影响。
3. 混合型APF：混合型APF是电压型APF和电流型APF的结合。
它综合考虑电压和电流两个因素，通过根据电网的实际情况调整输出电流的相位和幅值，以最大程度地减小谐波电流的影响。
混合型APF灵活性和适应性较强，能够在不同的电网环境下发挥较好的滤波效果。
总结起来，电压型APF适用于电网电压波动较大的场合，电流型APF适用于电网电流谐波干扰较大的场合，而混合型APF则能够在不同的电网环境下灵活应用。
这些不同类型的APF都能够有效地抑制电力系统中的谐波干扰，提高电力质量，保证电网稳定运行。
随着电力质量要求的不断提高，APF在电力系统中的应用将越来越广泛。
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有源电力滤波器的分类
图1给出了有源电力滤波器的分类，图中APF为有源电力滤波器的英文缩写。
用户使用的电源类型包括直流电源和交流电源两类，故有源电力滤波器按供电的类型可分为交流有源电力滤波器和直流有源电力滤波器[6]。
从与负载联接形式的角度可分为并联型有源电力滤波器和串联型有源电力滤波器两大类。
目前，有源电力滤波器的研究主要集中在交流有源电力滤波器，直流有源电力滤波器的研究也在逐步开展，典型的研究之一是在直流输电系统中的应用。
礼经电器
图1有源电力滤波器的分类
（a）串联型有源电力滤波器（b）并联型有源电力滤波器
（c）串联混合型有源电力滤波器（d）并联混合型有源电力滤波
器
（e）统一电能质量调节器(f)直流输电用有源电力滤波器
图2不同形式有源电力滤波器与负载之间的连接原理图
图2给出了有源电力滤波器与供电系统和负载之间连接的原理示意图。