并联型有源电力滤波器的无功功率选择性补偿方法_唐欣

　高电压技术　第３８卷第６期２０１２年６月３０日

Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

，Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ　３０，２０１２并联型有源电力滤波器的无功功率选择性补偿方法

唐　欣１，滕本科１，涂春鸣２

（１．长沙理工大学电气与信息工程学院，长沙４１００７６；２．湖南大学电气与信息工程学院，长沙４１００８２

）摘　要：有源电力滤波器在不同的应用场合需为负载提供不同的无功功率。为此，提出了一种有源电力滤波器输出无功的可控方法。该方法利用电网负载电流或电网电压产生基波因子，

再和电压控制器的输出相乘产生电网电流的控制信号，使得有源电力滤波器能够在滤除谐波时有选择性地补偿无功功率，可以补偿无功或不补偿无功，克服了传统有功平衡控制方法只能实现谐波和无功功率同时补偿（不适合应用于大容量无功功率负载）的缺点，适合于更多的应用场合；

并且该方法无需坐标变换，算法简单；此外，该方法还不需要锁相环电路，硬件成本低。实验结果验证了该方法的有效性和正确性。

关键词：有源电力滤波器（ＡＰＦ）

；有功平衡；基波因子；谐波抑制；无功补偿；功率因数ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ

．ｉｓｓｎ．１００３－６５２０．２０１２．０６．０２８文章编号：１００３－６５２０（２０１２）０６－１４８０－０６基金资助项目：国家自然科学基金（５０９０７０１９）；湖南省自然科学基金（１１ＪＪ５０３４

）。Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（５０９０７０１９），Ｈｕｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（１１ＪＪ５０３４）．

Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｃｏｍｐ

ｅｎｓａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｐｏｗｅｒ　ｆｏｒ　Ｓｈｕｎｔ　Ａｃｔｉｖｅ　Ｐｏｗｅｒ　ＦｉｌｔｅｒＴＡＮＧ　Ｘｉｎ１，ＴＥＮＧ　Ｂｅｎｋｅ１，ＴＵ　Ｃｈｕｎｍｉｎｇ

２

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　

ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００７６，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

，Ｃｈａｎｇ

ｓｈａ　４１００８２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｉｌｔｅｒ，ａ　ｄｉｒｅｃｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｌｏａｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｐ

ｒｏｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｆａｃｔｏｒ　ｗａｓａｂｓｔｒａｃｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｌｏａｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｏｒ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｌｙ　ｖｏｌｔａｇｅ，ａｎｄ　ｗａｓ　ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｄ　ｂｙ　ｏｕｔｐｕｔ　ｏｆ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎｔｈｅ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｒ　ｔｈｅ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ａｃｔｉｖｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｌｏａｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ．Ａｓ　ａ　ｒｅｓｕｌｔ，ｓｈｕｎｔ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ　ｃａｎ　ｅｌｉｍｉｎａｔｅ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｔｏｇｅｔｈｅｒ　ｗｉｔｈ　ｆｕｌｌ－ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｏｎｌｙ　ｅｌｉｍｉｎａｔｅ　ｈａｒｍｏｎｉｃ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ　ｏｖｅｒｃｏｍｅｓ　ｔｈｅ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｂａｌａｎｃｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｈｉｃｈ　ｍｕｓｔ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｗｈｅｎ　ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ　ｈａｒｍｏｎｉｃ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｍｅｔｈｏｄｉｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｓｉｍｐ

ｌｅ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｉｌｔｅｒ（ＡＰＦ）；ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｂａｌａｎｃｅ；ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｆａｃｔｏｒ；ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ；ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ　ｃｏｍｐ

ｅｎｓａｔｉｏｎ；ｐｏｗｅｒ　ｆａｃｔｏｒ０　引言

随着电力电子技术的发展，大量的非线性负载投入使用，电网谐波污染问题越来越引起人们的重视。无源电力滤波器作为传统的治理谐波的手段，因存在滤波效果会受电网阻抗影响和易与电网发生谐振等缺点而正被有源电力滤波器（ａｃｔｉｖｅ　ｐ

ｏｗｅｒ　ｆｉｌ－ｔｅｒ，ＡＰＦ

）所取代［１－

８］。影响并联型有源电力滤波器性能的一个重要因素是电流参考信号的获取。确定参考电流之前应根据补偿目的将谐波和无功电流分量进行分离。补偿目的不同，对电流的分解方法也不同。例如，若要求

补偿所有高次谐波分量以及无功功率，则只需分离出基波有功电流分量；若只消除谐波而不补偿基波无功分量，则需要分离出基波电流分量或谐波分量。快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换（ＦＦＴ）检测方法能检测出各次谐波的幅值和相位，但其计算量和延时较大，难以满足

实时的要求［

９

］。神经网络检测方法需要大量的时间来训练样本，也难以满足实时的要求［

１０

］。基于自适应对消原理的谐波检测方法的自适应能力很好，能较好地跟踪检测且精度较高，缺点是动态响应较

慢［

１１

］。基于瞬时无功功率理论的检测方法可分别检测谐波和无功功率，但其算法相对比较复杂［

１２－

１６］。基于能量平衡理论的有功功率检测方法，利用电压环的控制量与电网电压因子相乘得到负载有功电流，算法简单，但该方法使得有源电力滤波器不能单独补偿负载电流的谐波分量，需同时补偿电网的无

功功率［１７－

１９］。因此，当对无功功率较大的负载进行

谐波补偿时，容易导致在没有充分滤除谐波的情况

０

８４１

下就达到了有源电力滤波器容量的极限。

本文基于能量平衡的思想，利用有源电力滤波器的双闭环（直流电压环和电流环）控制，提出了一种通过构造基波因子来控制有源电力滤波器滤除谐波的方法，

可选择补偿无功功率或不补偿无功功率，以适应补偿不同的无功和谐波负载的需要。

１　滤波和无功补偿的原理

图１为有源电力滤波器双闭环控制的框图，其中有源电力滤波器的控制由直流电压控制外环和电流跟踪控制内环构成。图中，ｉＳ（ｔ）、ｉＬ（ｔ）和ｉＦ（ｔ）分别为电网电流、负载电流和滤波电流；ｕＳ（

ｔ）为电网电压；ｉ＊Ｓ（ｔ）为电网电流的期望值；ｕｄｃ（ｔ）和ｕ＊

ｄｃ（

ｔ）分别为ＡＰＦ直流侧电容电压的实际值和期望值；ｆ（

ｔ）为电流基波因子。对于传统的有功平衡控制方法而言，ｆ（

ｔ）是与电网电压同频同相的正弦量。已有大量文献对电流控制方法的研究进行了探

讨［

２０－

２３］。合理设计电流控制器便可以获得电网电流的无差跟踪特性，也就是ｉＳ（ｔ）＝ｉ＊

Ｓ（

ｔ）。直流电压控制过程为：当ＡＰＦ直流侧电容电压

ｕｄｃ（ｔ）低于其期望值ｕ＊

ｄｃ（

ｔ）时，其电压比例积分（ＰＩ）控制器输出ｗ（ｔ）会增加，经乘法器后电网电流参考指令值（即电网电流的期望值）ｉ＊

Ｓ（ｔ）相应改变，电流环控制ＡＰＦ使电网电流ｉＳ（ｔ）跟踪ｉ＊

Ｓ（

ｔ），因此导致滤波电流ｉＦ（

ｔ）中含有多余的有功电流成分而对直流侧电容充电，导致电压ｕｄｃ（ｔ）上升。反之亦然。若忽略有源电力滤波器上开关元件的能量损耗和滤波电感Ｌ上的电压降（由于滤波电感Ｌ不是传统的交换无功能量意义上的电感，所以只要开关频率足够高，Ｌ就可以足够小），则当直流侧电容电压ｕｄｃ（

ｔ）跟踪期望值ｕ＊

ｄｃ（ｔ）达到稳定时，滤波电流ｉＦ（ｔ）中不含基波有功电流成分，否则直流电压ｕｄｃ（ｔ）的平均值Ｕｄｃ会变化。因此，直流电压稳定时，有

ｉ＊

Ｓｐ＝ｉＳｐ＝ｉＬｆｐ。

（１

）式中，ｉＬｆｐ为负载基波有功电流的向量；ｉ＊

Ｓｐ和ｉＳｐ分别为电网基波有功电流的期望值和实际值的向量。

假设电压环能达到稳态且此时电压环控制器的输出ｗ（ｔ

）为Ｗ０。令ｕＳ（

ｔ）＝槡２ＵＳｓｉｎ（ωｔ）。式中，ＵＳ为电网电压的有效值。并且令

ｆ（

ｔ）＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ）。式中，θ和Ａ分别为基波因子的初相角和幅值。则当系统达到稳定时电网电流的期望值可描述为

ｉ＊

Ｓ（

ｔ）＝Ｗ０Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ）。（２

）进而，式（１

）可改写为｜ｉ＊Ｓ｜ｅｊ０ｃｏｓθ＝｜ｉＬｆ｜ｅｊ

０ｃｏｓφ。

（３）式中，ｉＬｆ为负载基波电流的向量；ｉ＊

Ｓ为电网电流的期望值的向量；φ为负载基波电流的初相角。图２给出

了描述电网电流期望值的向量图

。

图１　有源电力滤波器双闭环控制的框图Ｆｉｇ．１　Ｄｏｕｂｌｅ　ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ　

ｃｏｎｔｒｏｌ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ＡＰ

Ｆ图２　电网电流期望值的向量图

Ｆｉｇ．２　Ｖｅｃｔｏｒ　ｇｒａｐｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ　ｓｕｐｐｌｙ　

ｃｕｒｒｅｎｔ当取θ＝φ时，

有ｉＳ＝ｉ＊

Ｓ＝ｉＬｆ，也就是说，通过构造基波因子可以控制有源电力滤波器做到只滤除谐波而不补偿无功；当取θ＝０时，有ｉＳ＝ｉ＊

Ｓ＝ｉＬｆｐ，

也就是说，通过构造基波因子可以控制有源电力滤波器

做到不仅滤除谐波而且对负载无功全补偿；当取０＜θ＜φ时，

通过构造基波因子可以控制有源电力滤波器做到不仅滤除谐波而且对负载无功部分补偿。

２　产生基波因子的方法

根据上一章的分析可知，电网电流参考信号ｉ＊

Ｓ

的幅值等于基波因子的幅值和电压控制器输出的乘积。因此，基波因子的幅值可以取任意的有限值，只是在取值时注意不要太大，否则系统容易达到饱和。基波因子的初相角大小由补偿无功的大小决定。若需补偿全部的无功，则其初相角等于负载基波有功电流ｉＬｆｐ的初相角；

若不补偿无功，则其初相角等于负载基波电流ｉＬｆ的初相角。

基波因子的初相角并不需要单独分析计算，而

１

８４１唐　欣，滕本科，涂春鸣．并联型有源电力滤波器的无功功率选择性补偿方法

是可以利用不同的基准信号，通过简单的数学计算来直接获得基波因子信号。

２．１　补偿全部无功的基波因子

由于电网电压与负载基波有功电流同相位，因此可利用电网电压获得补偿全部无功的基波因子

ｆ（ｔ）＝ｋｕＳ（ｔ）。（４）式中，ｋ为限幅的常数。

２．２　不补偿无功的基波因子

根据上一章的分析可知，要使有源电力滤波器只滤除谐波而不补偿无功，可利用与负载电流同频同相的正弦信号ｉＬ，ｓｉｎ获得基波因子

ｆ（ｔ）＝ｉＬ，ｓｉｎ。（５） 基于瞬时无功功率的ｉｐ－ｉｑ算法的原理如图３（ａ）所示［１３］，图中变量符号的名称说明可参见文［１３］。本文通过由低通滤波器和高通滤波器串联构成的信号滤波器来提取负载电流的基波信号作为正弦信号ｉＬ，ｓｉｎ，其原理如图３（ｂ）所示。图中，低通滤波器和高通滤波器的截止频率都取为工频（５０Ｈｚ），低通滤波器用于滤除高次谐波信号，而高通滤波器用于补偿低通滤波器对基波信号产生的相移。

值得一提的是，本文方法与传统陷波器的不同之处在于：提取基波因子的信号滤波器对基波信号产生的幅值衰减，并不影响有源电力滤波器的滤波效果和补偿无功的大小；信号滤波器对基波信号产生的相位移，并不影响有源电力滤波器的滤波效果，只是对其补偿的无功大小略有影响，因而参数变化和电网频率变化对系统影响很小。

图３（ｂ）给出了基波因子产生方法的结构图，这种方式类似于基于瞬时无功功率的ｉ

ｐ

－ｉｑ算法（其原理如图３（ａ）所示［１３］）的补偿无功功率的可选特性，但算法相对简单，且无需锁相环电路。

对于三相系统，可以通过对一相的ｆ（ｔ）移相１２０°来获得其他两相的ｆ（ｔ）。

３　实验结果

为验证所提出的方法，本文研制了１台单相有源电力滤波器实验样机。电网供电电压和频率分别为１１０Ｖ和５０Ｈｚ；滤波电感和直流电容分别为５００μＨ和４７０μＦ；逆变器直流侧电压和开关频率分别被设置为２００Ｖ和２０ｋＨｚ；电压环控制器采用ＰＩ控制器，其参数ＫＰ和ＫＩ分别为０．０２和０．４６，以保证电压环对基波频率的信号有很好的衰减特性；电流环控制器采用递推积分控制器［２０］，以保证电流环对谐波电流有良好的无差跟踪特性；

低通滤波器和高通滤

图３　２种方法的比较

Ｆｉｇ．３　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｍｅｔｈｏｄｓ

波器的截止频率都取为５０Ｈｚ，分别采用模拟二阶ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ滤波器实现；谐波源为二极管整流桥带电阻与电容并联负载，电阻和电容分别为３０Ω和１　０００μＦ；线性负载为阻感负载，电阻和电感分别为３Ω和３００ｍＨ；控制算法利用ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２实现。

图４给出了滤波前电网电流的波形和频谱（由Ｆｌｕｋｅ　４１Ｂ测得）。从图４中可以看出，滤波前电网电流畸变严重，总谐波畸变率达到６７．３％，功率因数只有０．６５。图５给出了以ｋｕＳ作为基波因子的有源电力滤波器滤波后电网电流的波形和频谱。从图５中可以看出，电网电流中的各次谐波得到了有效滤除，且负荷的无功功率得到了动态补偿，电网电流的总谐波畸变率只有６．３％，功率因数提高到０．９８，但滤波电流的有效值为２．１６Ａ（由电流表测得）。图６给出了以ｉＬ，ｓｉｎ作为基波因子的有源电力滤波器滤波后电网电流的波形和频谱。从图６中可以看出，电网电流中的各次谐波得到了有效滤除，而电网电流与电网电压存在一定的相位差，说明有源电力滤波器未对负荷的基波无功进行动态补偿，电网电流的总谐波畸变率只有５．１％，功率因数为０．８１，但滤波电流的有效值只有１．０３Ａ，也就是说在大容量无功负荷的场合，通过改变基波因子可选择不补偿无功，

２

８

４

１高电压技术　Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１２，３８（６）

图４　滤波前电网电流的波形和频谱

Ｆｉｇ．４　Ｓｕｐｐｌｙ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｗａｖｅｆｏｒｍ　ａｎｄ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ＡＰＦ

能大大降低有源电力滤波器的容量。

４　结论

为满足不同的应用场合对无功补偿的要求，本文基于有功平衡理论提出一种有源电力滤波器控制其输出无功功率的方法，得到以下结论：

１）基于直接控制电网电流为正弦波的控制策略，有源电力滤波器不需要谐波检测也可实现负载谐波和无功功率的补偿。

２）电网电流的控制参考信号利用直流电压控制器输出与基波因子相乘获得，因而可通过改变基波因子，使有源电力滤波器能够在滤除谐波时有选择性地补偿无功功率，可以补偿无功或不补偿无功。

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ｈ

图５　同时补偿谐波和无功后电网电流的波形和频谱

Ｆｉｇ．５　Ｓｕｐｐｌｙ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｗａｖｅｆｏｒｍ　ａｎｄ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｗｉｔｈ

ｈａｒｍｏｎｉｃ　ａｎｄ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ

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３

８

４

１

唐　欣，滕本科，涂春鸣．并联型有源电力滤波器的无功功率选择性补偿方法

图６　仅补偿谐波后电网电流的波形和频谱Ｆｉｇ．６　Ｓｕｐｐｌｙ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｗａｖｅｆｏｒｍ　ａｎｄ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｏｎｌｙ　ｗｉｔｈ

ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ

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ＳＵＮ　Ｃｈｉ，ＷＥＩ　Ｇｕａｎｇｈｕｉ，ＢＩ　Ｚｅｎｇｊｕｎ．Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｒｅａｃｔｉｖｅａｎｄ　ｈａｒｍｏｎｉｃｓ　ｃｕｒｒｅｎｔｓ　ｏｆ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｓｙｓｔｅｍｓｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｒａｍｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｒｏ－

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ＺＨＯＵ　Ｋｅ，ＬＵＯ　Ａｎ，ＸＩＡ　Ｘｉａｎｇｙａｎｇ．Ａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｉｐ－ｉｑｈａｒｍｏｎｉｃ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｌｏｗ－ｐａｓｓ　ｆｉｌｔｅｒ’ｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣＳＥＥ，２００７，２７（３４）：９６－１０１．

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ＺＨＥＮＧ　Ｚｈｅｎｇ，ＤＵ　Ｃｕｉｊｉｎｇ，ＣＨＡＮＧ　Ｗａｎｃａｎｇ．Ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄｏｆ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣＳＵ－ＥＰＳＡ，２０１０，２２（３）：５０－５３．

［１５］Ｆａｚａｌ　Ａｈｍｅｄ　Ｔａｌｕｋｄａｒ，Ｓｕｍａｎａ　Ｃｈｏｕｄｂｕｒｌ，Ｓｕｊｉｔ　Ｋ　Ｂｉｓｗａｓ．Ａｎ

ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｆｏｕｒ－ｗｉｒｅ　ｓｈｕｎｔ　ａｃｔｉｖｅ　ｆｉｌｔｅｒ　ｓｔｒａｔｅｇｙ［Ｃ］∥Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　４ｔｈ　ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎＰｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｄｒｉｖｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｖｏｌ　２．Ｂａｌｉ，Ｉｎｄｏｎｅｓｉａ：

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ＬＩ　Ｓｈｅｎｇｑｉｎｇ，ＺＨＵ　Ｙｉｎｇｈａｏ，ＺＨＯＵ　Ｙｏｕｑｉｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｆｏｕｒ－ｐｈａｓｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ

ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｔｈｅｏｒｙ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅＣＳＥＥ，２００４，２４（３）：１２－１７．

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ＨＡＯ　Ｒｕｉｘｉａｎｇ，ＣＨＥＮＧ　Ｚｈｉｇｕａｎｇ，ＹＯＵ　Ｘｉａｏｊｉｅ．Ｎｏｖｅｌ　ｈａｒ－ｍｏｎｉｃ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｆｏｒ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００４，２８

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ＧＯＮＧ　Ｍａｏｚｈｏｎｇ，ＬＩＵ　Ｈａｎｋｕｉ，ＧＵ　Ｊｉａｎｊｕｎ，ｅｔ　ａｌ．Ａ　ｎｏｖｅｌｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓｈｕｎｔ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣＳＥＥ，２００２，２２（９）：４３－４７．

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ＨＥ　Ｙｉｎｇｊｉｅ，ＬＩＵ　Ｊｉｎｊｕｎ，ＷＡＮＧ　Ｚｈａｏ’ａｎ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ　ｉｎ　ｍｏｄｅｒａｔｅ－ｖｏｌｔ－ａｇｅ　ｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ［Ｊ］．Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，３５

（６）：１４６２－１４６７．

［２２］Ｋｏｍｕｒｃｕｇｉｌ　Ｈ，Ｋｕｋｒｅｒ　Ｏ．Ａ　ｎｅｗ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｆｏｒ　ｓｉｎｇｌｅ－

ｐｈａｓｅ　ｓｈｕｎｔ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｉｌｔｅｒｓ　ｕｓｉｎｇ　ａ　Ｌｙａｐｕｎｏｖ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００６，５３（１）：３０５－３１２．

４

８

４

１高电压技术　Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１２，３８（６）

［２３］吴敬兵，罗　安，徐先勇．ＭＲＡＣ方法及在单相并联ＡＰＦ中的应用［Ｊ］．高电压技术，２０１０，３６（２）：５０７－５１１．

ＷＵ　Ｊｉｎｇｂｉｎｇ，ＬＵＯ　Ａｎ，ＸＵ　Ｘｉａｎｙｏｎｇ．ＭＲＡＣ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｓｉｎｇｌｅ　ｐｈａｓｅ　ｓｈｕｎｔ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｉｌｔｅｒ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，３６（２）：５０７－５１１

．

ＴＡＮＧ　Ｘｉｎ

Ｐｈ．Ｄ．

Ａｓｓｏｃｉａｔｅ　ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ

唐　欣

１９７５—，男，博士，副教授

主要从事电力电子在电力系统中的应用、电

力滤波器和无功补偿技术的研究

Ｅ－ｍａｉｌ：ｔａｎｇｘｉｎ＿ｃｓｕ＠１６３．ｃｏ

ｍ

ＴＥＮＧ　Ｂｅｎｋｅ

滕本科

１９８８—，男，硕士生

主要从事电力电子在电力系统中的应用研究

Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｅｎｇｂｅｎｋｅ＿１９８８＠ｓｉｎａ．ｃｏ

ｍ

ＴＵ　Ｃｈｕｎｍｉｎｇ

Ｐｈ．Ｄ．，Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ

涂春鸣

１９７６—，男，博士，教授

主要从事电力电子在电力系统中的应用、微

网电能质量研究

收稿日期　２０１１－１１－０９　修回日期　２０１２－０５－０７　编辑　李　东

５

８

４

１

唐　欣，滕本科，涂春鸣．并联型有源电力滤波器的无功功率选择性补偿方法

并联型混合有源滤波器的研究

并联混合型有源电力滤波器的研究随着电力电子装置的大量使用，电力系统的谐波和不对称问题日益严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生。因此，需要对电网谐波采取有效的抑制措施。通常使用传统LC无源滤波器来控制电力系统中的谐波，但无源滤波器 有以下几个缺点：（1）电源及线路的阻抗影响补偿特性;(2)电源端的阻抗和无源滤波器会产生谐振，导致某些谐波放大；（3）只能补偿一定频率的谐波。电力有源滤波器可以减少上述缺点，但其初期投资运行费用较高，这主要由于它采用响应较快的PWM变流器。目前，谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器( Active PowerFilter，APF)。APF 是一种可以动态地抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，对大小和频率都变化的谐波和无功进行补偿，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。 并联混合型有源电力滤波器(APF)由两大部分组成：指令电流运算电路和补偿电流发生电路。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电流分量，因此也可称为谐波电流检测电路。而补偿电流发生电路又包括电流跟踪电路、驱动电路和主电路三部分。并联混合型有源电力滤波器(APF)的基本原理是：由无源滤波器滤除负载中大部分的谐波，同时将负载和无源滤波器看成一个补偿对象，使用有源滤波器进行动态补偿，有源滤波器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指令电流的补偿信号，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要补偿的谐波电流抵消，最终得到期望的电源电流。APF 系统的原理如图1 所示。ua是电压us中的a 相电压，负载为谐波源，产生谐波并消耗无功，Udc为APF 直流侧电容的电压，iL、is分别为负载侧、网侧的a 相待检测电流，ic为有源滤波器a相的补偿电流。 APF 检测补偿对象的电压和电流，计算出补放大，得出补偿电流，补偿电流与负载电流中要补偿的谐波电流抵消，最终得到期望的电源电流。

无功功率补偿装置的几种方式

无功功率补偿装置的几种方式 国家认监委于2007年4月18日发布的2007年第9号公告《强制性认证产品目录描述与界定表》，明确将低压无功功率补偿装置列入强制性产品认证。 于2007年8月6日发布的国家认监委2007年第21号公告《关于部分电子电器产品发布新版实施规则的公告》，其中包括了《CNCA-01C-010；2007低压成套开关设备强制性认证实施规则》。该实施规则对低压无功功率补偿装置的各项要求进行了明确的规定。 中国质量认证中心于2007年7月20日发布了《低压无功功率补偿装置实施CCC认证的原则和程序》明确了低压无功功率补偿装置的认证原则及申请、受理、资料等要求。 因此，本文针对已列入强制性产品认证的无功功率补偿装置的关键环节-保护问题，进行进一步较深入的讨论，以期使无功功率补偿装置的功能和性能得到进一步的提高，确保认证产品的性能安全可靠。 2．无功功率补偿装置的主回路构成 一般无功功率补偿装置主回路的典型构成,如下图所式 体积小.其缺点是对电网存在污染,易损坏, 过载能力低,成本高,对工作环境要求较高.此种投切方式适用于负载变化大,功率因数变化快,控制精度高的场所. 这种投切方式是近几年才开发出来的产品,其构成就是把机电开关和电力电子开关复合在一起,以求把这两种投切方式的优点进行组合,抑制缺点. 其结构就是将机电开关和电力电子开关并联在一起,进行工作.其工作原理是先将晶闸管投入运行,待电流稳定后,在投入机电开关,然后晶闸管撤除工作,完成投入.断开时,先将晶闸管投入工作,机电开关停止工作,晶闸管在停止工作,完成切除.这种将机电开关和电力电子开关的复合投切方式,可以说,尽可能的利用各自的优点,降低缺点. 目前,此种投切方式在目前的市场上,使用量还是比较大的.但一些固有的缺 点仍然存在,例如对电网的污染问题. 此外, 电力电子开关方式和复合式开关方式的制造商,还在其制造的产品上,增加了一些辅助和保护功能.还须视各产品分别看待.

有源电力滤波器设计

1 引言 近年来，公用电网受到谐波电流和谐波电压的严重污染，而电力电子装置是其主要的谐波污染源。随着电力电子装置的日益广泛应用，电网中的谐波污染也日益严重，谐波污染影响到供电质量和用户使用的安全性，因此电网谐波污染的治理越来越受到关注。 滤波器在本质上是一种频率选择电路，通常用幅频响应和相位响应来表征一个滤波电路的特性。理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应，而在阻带内应具有无限大的幅度衰减。按照通带和阻带的相互位置不同，滤波器可分为低通、高通、带通、带阻、全通5类。有源滤波器采用有源器件需要使用电源，加上功耗较大且集成运放的带宽有限，因此目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高，一般不能用于高频场合。但总的来讲有源滤波器在低频(低于1MHz)场合中使用有较无源滤波器更优的性能，因而目前在音频处理、工业测控等领域广泛应用。有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功功率的新型电力电子装置，能对大小和频率都变化的谐波及无功功率进行补偿。和传统的无源滤波器相比，有以下几点突出的优点： (1)对各次谐波和分数谐波均能有效地抑制，且可提高功率因数； (2)系统阻抗和频率发生波动时，不会影响补偿效果。并能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响； (3)不会产生谐振现象，且能抑制由于外电路的谐振产生的谐波电流的变化； (4)用一台装置就可以实现对各次谐波和基波无功功率的补偿； (5)不存在过载问题，即当系统中谐波较大时，装置仍可运行，无需断开。 由以上可看出，它克服了传统的无源滤波器的缺点，具有良好的调节性能，因而有很大的发展前途。

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。 中文名有源电力滤波器 所属学科物理 外文名 Active power 所属领域电学 filter 英文简称 APF 种类 并联型和串联型

目录 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。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

工厂无功功率因数的补偿

工厂无功功率因数的补 偿 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022

许多企业一般都是在企业内部配电室里二次侧的千伏母线上集中安装一些电容器柜，对变配电系统的无功功率进行补偿，这对于提高企业内部的供电能力，节约变配电损耗都有积极作用。可是，由于企业内部的电动机大都通过低压导线连接，即在供配电线路的未端，分散在各个生产车间里面，形成了企业内部的输配电网络，其结果造成大量的无功电流仍然在企业内部的输配电线路中流动，所造成很大的损耗。由此，企业尽可能提高自然功率因数外，还必须采取分组补偿和就地补偿等措施，来提高功率因数，最终实现节能降耗的目的。 二、现状 在二十五家企业中，抽查了他们的变压器和总共119条输配电线路运行情况，绝大多数企业能将自己变电系统中的功率因数补偿到以上的规定指标，以免被罚款。这就是说在功率因数的补偿工作中，他们的集中补偿做的不错，但仍有部分企业的分组补偿和就地补偿做的就差些了，或根本就没做，补偿好的单位，其主变压器的二次端至各车间的输配电线路的功率因数基本上在以上，而补偿差些的单位其输配电线路大部分功率因数在以下，如温州某皮革有限公司（以下简称A公司）抽查七条输配电线路，有五条在以下的，而温州某钢业有限公司（以下简称B公司）的一条输配电线路的功率因数只有。综合这些单位被抽查的输配电线路的功率因数，在以上的约占52%，在～之间的约占27%，在以下的约占21%。 可见分组补偿和就地补偿做得远远不够，这主要是企业对功率因数认识不足引起的，如B公司企业规模较大，企业内有二级变压从35KV变 10KV，到车间再变至380V，有企业变电站，中心控制室，全电脑控制显示，其设施和环境可谓一流，但检查发现其补偿就有问题，将无功补偿

三相四线并联型有源电力滤波器的结构与工作原理

三相四线并联型有源电力滤波器的结构与工作原理 0 引言 并联有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置，近年来，有源电力滤波器的理论研究和应用均取得了较大的成功。对其主电路（VSI）参数的设计也进行了许多探讨，但是，目前交流侧滤波电感还没有十分有效的设计方法，然而该电感对有源滤波器的补偿性能十分关键。本文通过分析有源电力滤波器的交流侧滤波电感对电流补偿性能的影响，在满足一定效率的条件下，探讨了该电感的优化设计方法，仿真和实验初步表明该方法是有效的。 1 三相四线并联型有源电力滤波器的结构与工作原理 图1为三相四线制并联型有源电力滤波器的结构。主电路采用电容中点式的电压型逆变器。电流跟踪控制方式采用滞环控制。 图1 三相四线制并联型有源滤波器的结构 以图2的单相控制为例，分析滞环控制PWM调制方式实现电流跟踪的原理。在该控制方式中，指令电流计算电路产生的指令信号ic＊与实际的补偿电流信号ic进行比较，两者的偏差作为滞环比较器的输入，通过滞环比较器产生控制主电路的PWM的信号，此信号再通过死区和驱动控制电路，用于驱动相应桥臂的上、下两只功率器件，从而实现电流ic的控制。 图2 滞环控制PWM调制方式实现电流跟踪的原理图 以图3中A相半桥为例分析电路的工作过程。开关器件S1和S4组成A相的半桥变换器，电容C1和C2为储能元件。uc1和uc2为相应电容上的电压。为了能使半桥变换器正常跟踪指令电流，应使其电压uc1和uc2大于输入电压的峰值。 （a）ica>0,dica/dt>0（b）ica>0,dica/dt<0

（c）ica<0,dica/dt<0（d）ica<0,dica/dt>0 图3 电压型逆变器A相工作过程图 当电流ica>0时，若S1关断，S4导通，则电流流经S4使电容C2放电，如图3（a）所示，同时，由于uc2大于输入电压的峰值，故电流ica增大（dica/dt>0）。对应于图4中的t0～t1时间段。 当电流增大到ica＊＋δ时（其中ica＊为指令电流，δ为滞环宽度），在如前所述的滞环控制方式下，使得电路状态转换到图3（b），即S4关断，电流流经S1的反并二极管给电容C1充电，同时电流ica下降（dica/dt<0）。相对应于图4中的t1～t2时间段。 图4 滞环控制PWM调制器的工作状态 同样的道理可以分析ica<0的情况。通过整个电路工作情况分析，得出在滞环PWM 调制电路的控制下，通过半桥变换器上下桥臂开关管的开通和关断，可使得其产生的电流在一个差带宽度为2δ的范围内跟踪指令电流的变化。 当有源滤波器的主电路采用电容中点式拓扑时，A，B，C三相的滞环控制脉冲是相对独立的。其他两相的工作情况与此相同。 2 滤波电感对补偿精度的影响 非线性负载为三相不控整流桥带电阻负载，非线性负载交流侧电流iLa及其基波分量如图5所示（以下单相分析均以A相为例）。指令电流和实际补偿电流如图6所示。当指令电流变化相对平缓时（如从π/2到5π/6段），电流跟踪效果好，此时，网侧电流波形较好。而当指令电流变化很快时（从π/6开始的一小段），电流跟踪误差很大；这样会造成补偿后网侧电流的尖刺。使网侧电流补偿精度较低。

无功功率补偿容量计算方法

论文：无功功率补偿容量计算方法 一、概述 在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况，因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。从电力系统的实际运行情况看，这些故障多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。按照传统的计算方法有标么值法和有名值法等。采用标么值法计算时，需要把不同电压等级中元件的阻抗，根据同一基准值进行换算，继而得出短路回路总的等值阻抗，再计算短路电流等。这种计算方法虽结果比较精确，但计算过程十分复杂且公式多、难记忆、易出差错。下面根据本人在实际工作中对短路电流的计算，介绍一种比较简便实用的计算方法。 二、供电系统各种元件电抗的计算 通常我们在计算短路电流时，首先要求出短路点前各供电元件的相对电抗值，为此先要绘出供电系统简图，并假设有关的短路点。供电系统中供电元件通常包括发电机、变压器、电抗器及架空线路（包括电缆线路）等。目前，一般用户都不直接由发电机供电，而是接自电力系统, 因此也常把电力系统当作一个“元件”来看待。 假定的短路点往往取在母线上或相当于母线的地方。图1便是一个供电系统简图，其中短路点出前的元件有容量为无穷大的电力系统，70km 的110kV架空线路及3台15MVA的变压器，短路点d2前则除上述各元 件外，还有6kV, 0.3kA,相对额定电抗(XDK%)为4的电抗器一台。

下面以图1为例，说明各供电元件相对电抗(以下“相对”二字均略)的计算方法。 1、系统电抗的计算 系统电抗，百兆为1,容量增减，电抗反比。本句话的意思是当系统短路容量为100MVA时，系统电抗数值为1;当系统短路容量不为100MVA,而是更大或更小时，电抗数值应反比而变。例如当系统短路容量为200MVA时，电抗便是0.5(100/200=0.5);当系统短路容量为50MVA时，电抗便是2(100/50=2),图1中的系统容量为“』，则100/oo=0,所以其电抗为0。图1供电系统图 本计算依据一般计算短路电流书中所介绍的，均换算到100MVA基准容量条件下的相对电抗公式而编出的(以下均同)，即X*xt=习z/Sxt (1) 式中：Sjz为基准容量取100MVA. Sxt为系统容量(MVA)O 2、变压器电抗的计算 若变压器高压侧为35kV,则电抗值为7除变压器容量(单位MVA, 以下同)；若变压器高压侧为110kV,则电抗值为10.5除变压器容量；若变压器高压侧为10(6)kV,则电抗值为4?5除变压器容量，如图1中每台变压器的电抗值应为10.5/15=0.7,又如一台高压侧35kV, 5000kVA 及一台高压侧6kV, 2000kVA的变压器，其电抗值分别为7/5=1.4, 4.5/2=2.25 本计算依据公式为：X*b=(ud%/100).⑸z/Seb) (2) 式中ud%为变压器短路电压百分数，Seb为变压器的额定容量(MVA) 该公式中ud%由变压器产品而定，产品变化，ud%也略有变化。计算方法中按10⑹kV、35kV、110kV电压分别取ud%为4.5、7、10.5。

有源电力滤波器品牌排行

有源电力滤波器(APF)品牌排行 当前，市场上生产有源电力滤波器的厂家很多，各个品牌参差不齐，且国家标准未正式出台，所以只能挑选出一些市场上一些主流的APF品牌，从质量、稳定性各方面介绍一下当前市场上主流有源电力滤波器品牌的市场情况： 合资主流品牌：霍尼韦尔、GE、诺基亚、ABB、施耐德、 传统的电气行业的几大合资品牌从稳定性、可靠性来说都依然是值得可靠信赖，但是技术参数比得上国内品牌，国内品牌因为竞争的缘故一味追求性能参数，产品稳定性大打折扣，合资品牌的价格都相对较高，一般市场标价达2000~4000元/A。传统的合资品牌西门子貌似还没有APF。 国产一线品牌：南京亚派麦克斯韦电气深圳盛弘上海思源赛博电气深圳英纳仕追日电气........数百家品牌 估计国内生产APF的厂家有上百家，以上品牌都是最近2年广告比较多的品牌，推广力度比较大而已。但是参差不齐。国产品牌的通病就是质量不稳定，国产品牌没有7年以上的应用案例，价格也不一定便宜，国产品牌的价格一般是合资的50%~100%。有源电力滤波器的核心器件比如IGBT、电容器、CPU等国内电子元件技术都不稳定，所以国内生产APF 的厂家大多依靠进口国外品牌的核心元器件，然后再在国内组装，所以成本总体也不低，主要是人工成本较低。另外国产有源电力滤波器的通病就是并联技术，IGBT并联技术还不过关。但是未来的趋势肯定是核心器件国产化后，国内APF厂家的价格也许才会真正降到很低。 另外，有源电力滤波器出来10年左右，市场上有部分打着国外欧美公司品牌(如意大利、美国)的旗号，游龙混杂，有些品牌名字看着大气，实际上是国内生产的，满足国内市场扬眉崇外的心理，所以要注意辨别。

串联和并联电力滤波器的基本原理

串联和并联电力滤波器的基本原理 谐波是交流系统中的概念，而纹波是针对直流系统来讲的，二者有区别，更有联系。交流滤波，是希望滤除工频（基波）分量以外的所有谐波分量，保证电源的正弦性。交流系统的电流畸变主要是由非线性负载引起的。而直流滤波，是希望滤除负载中直流分量以外的所有纹（谐）波分量，这些纹（谐）波分量主要是由直流电（压）源中的纹波电压分量在负载中引起的。直流系统中的纹波分量也是由各次谐波分量构成的。交流系统和直流系统中抑制谐波的目的是相同的：抑制不希望在电源或负载中出现的谐波分量。直流有源电力滤波器（DCAPF）与交流有源电力滤波器，都是采用主动的而不是被动的方法或手段去吸收或消除谐（纹）波。因而直流有源电力滤波器和交流有源电力滤波器的工作原理是相同或相近的。但是，由于作用的对象不同，直流有源电力滤波器也有自己的特点。与交流有源电力滤波器相似，按照其与直流负载的联结方式，直流有源电力滤波器也可分为串联直流有源电力滤波器和并联直流有源电力滤波器。串联直流有源电力滤波器的工作原理是：检测整流器经平波电抗器（无源滤波器）后的输出电压，通过低通滤波器将纹波电压分离出来，用此信号控制直流有源电力滤波器的输出电压，并使与的大小相等，相位相反，从而达到显著减小直流负载中纹波电流的目的。直流有源电力滤波器相当于电压控制电压源（VCVS）的逆变器。采用串联直流有源电力滤波器时，可以不必串联平波电抗器。并联直流有源电力滤波器的工作原理是：检测平波电抗器（无源滤波器）的输出电流Id＋ih，通过低通

滤波器将纹波电流ih分离出来，用此信号控制直流有源电力滤波器的输出电流iah，使ih与iah的大小相等，相位相同，从而使直流负载上的纹波电流分流，达到减小直流负载中纹波电流的目的。直流有源电力滤波器相当于电流控制电流源（CCCS）的逆变器。也可以检测整流器经平波电抗器后的输出电压，通过低通滤波器将纹波电压分离出来，用此信号控制直流有源电力滤波器的输出电流iah，使直流负载上的纹波电流分流，同样可以达到降低直流负载中纹波电流的目的。虽然直流有源电力滤波器在理论上不能彻底消除负载端的纹波电流，但可以使其大幅度地衰减。这时，直流有源电力滤波器相当于电压控制电流源（VCCS）的逆变器。串联直流有源电力滤波器所抑制的是纹波电压，它通过全额负载电流。当负载电流较大时，直流有源电力滤波器必须采用多个器件并联运行，损耗也比较大，这是它的缺点。串联直流有源电力滤波器比较适合于对纹波电流要求低的电感量较小或纯阻性的直流负载。并联直流有源电力滤波器通过使谐波源产生的谐波电流分流达到抑制直流负载纹波的目的，它承受全额负载电压。而在稳定/脉冲直流电源中，这个电压不会太高，器件完全能够承受。当纹波电流比较低时，用较小的纹波电流来控制直流有源电力滤波器比较困难，可采用检测纹波电压来控制直流有源电力滤波器，使纹波电流分流。并联直流有源电力滤波器比较适合于电感量较大直流负载。

配电网无功功率补偿方法的

第04期2011年2月 企业研究Business research No.04FEB.2011 1引言 无功功率补偿是当今电气自动化技术及电力系统研究领域所面临的一项重大课题，正在受到越来越多的关注。电网中无功功率不平衡主要有以下两个方面的原因：一方面是供电部门传送的电力质量不高；另一方面是用户的电气性能不够好。这两方面的综合原因导致无功功率的不均匀分布和各种问题的产生。显然，这些需要补偿的无功功率如果都要由发电端产生和提供并经过长距离传输是不可能的,最有效的方法是在大量需要无功功率的地方安装无功补偿装置并进行无功功率的就地补偿。 2SVC 补偿原理 静态无功功率补偿装置(SVC)是对电力系统中的无功功率进行快速动态补偿，不仅可以实现对动态无功功率因数的修正、提高电力系统的静态和动态稳定性使系统能够抵御的大的故障诸如单相接地短路、两相短路和三相短路，还可以减少电压和电流的不平衡。 图2-1a)所示为系统、负载和补偿器的单相等效电路图。其中，U 代表电路的电压，R 和X 分别代表电路的电阻和电抗。设负载变化很小，故有，则当时，表示电路电压与无功功率变化的特性曲线如图2-1b)中所示，由于电路电压变化率较小，其横 坐标也可以换为无功功率的电流。由此可以得出，该特性曲线 是向下倾斜的，即随着系统供给的无功功率Q 的不断增加，系统电压逐渐逐级下降。 3TCR 型无功补偿装置3.1晶闸管控制电抗器(TCR) TCR 是SVC 中最重要的组成部分之一，其单相基本结构是两个反并联的晶闸管与一个电抗器相串联。如图3-1所示，串联的晶闸管要求同时触发导通。这样的电路并联到电网上， 相当于电感负载的交流调压电路的结构。IEEE 将晶闸管控制电抗器(TCR)定义为一种并联型晶闸管控制电抗器，通过控制晶闸管的导通时间，进而可以使其有效电抗连续变化。反并联的两个晶闸管就像一个双向开关，晶闸管阀T1在电压的正半周期导通，而晶闸管阀T2在电压的负半周期导通。 通过改变晶闸管的触发角α，可以 改变电抗器电流的大小，即可以达到连续调节电抗器的基波无功功率的目的。由于电感的存在，在TCR 触发角α<90°时触 发的晶闸管中包含直流分量，且不对称；因此，TCR 型晶闸管的触发角的有效范围在90°-180°。当α=90°时，晶闸管完全导通，相当于与晶闸管串联的电抗直接接到了电力网络中，这时其吸收的无功功率最大。当触发角在90°-180°之间时， 配电网无功功率补偿方法的研究 李学勤 作者简介：李学勤，河北电力设备厂，河北，邯郸，056004） 装置的电路图 无功补偿原理 图2-1无功功率动态补偿原理 图3-1TCR 的基本结构 127 ··

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 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。与并联型有源滤波器相比，串联型有源滤波器损耗较大，且各种保护电路也较复杂，因此，很少研究单独使用的串联型有源滤波器，而大多数将它作为混合型有源滤波器的一部分予以研究。 图6 混合型有源滤波器 图6所示为混合型有源滤波器的基本结构。它是在串联型有源滤波器的基础上使用一些

并联型有源电力滤波器的Matlab仿真

并联型有源电力滤波器的Matlab仿真 摘要：并联混合型有源电力滤波器能够很好地实现谐波抑制和无功补偿。给出了有源电力滤波器系统结构，建立了数学模型， 还给出了主电路直流侧电容电压值和交流侧电感值的选取方法，利用Matlab＼simulink＼PsB构建了仿真模型，得到了仿真结果。 关键词：有源电力滤波器；直流侧电容电压；交流测电感：Matlab／simulink Abstract ：Shunt hybrid active power filter can commendably achieve hannonic suppression and reactive power compensation．In this paper,it shows the APF’s architecture and sets up amathematical model．And the way ofchoosing the value ofthe main circuit’s voltage ripple of DC side capacitor and the AC side inductance is proposed．MA TLAB＼Simulink＼PSB is used to build simulation model and then get the simulation results． Key words：APF；V oltage of DC side capacitor；AC side inductance；Matlab／Simulink 引言： 在谐波含量较高的配电网中，对无功功率补偿有着严格的要求。目前电力系统中无功补偿大都是采用机械开关控制的电容器投切，谐波补偿大多采用无源滤波装置，负序治理的工作尚未大范围开展。另外，无功补偿、负序电流补偿、谐波抑制是分别单独地进行的。由于不是按统一的数学模型综合地进行治理，常出现顾此失彼的情况，且响应速度慢、经济性差、安装维护工作量大，妨碍了电网污染治理工作的顺利进行。 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。然而，在20世纪70年代由于缺少大功率可关断器件，有源电力滤波器除了少数的实验室研究外，几乎没有任何进展。进入20世纪80年代以来，新型半导体器件的出现，PWM技术的发展，尤其是1983年日本的H.Akagi等人提出了“三相电路瞬时无功功率理论”，以该理论为基础的谐波和无功电流检测方法在三相有源电力滤波器中得到了成功的应用，极大促进了有源电力滤波器的发展。 与无源滤波器相比，有源滤波器是一种主动型的补偿装置，具有较好的动态性能。有源电力滤波器是近年来电力电子领域的热门话题。目前，有源滤波技术已在日本、美国等少数工业发达国家得到应用，有工业装置投入运行，其装置容量最高可达60MV.A；国内对有源电力滤波器的研究尚处于起步阶段。 2、APF的基本工作原理 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

无功功率补偿原理及方法分析

无功功率补偿原理及方法分析 摘要：无功功率补偿是保障电力系统能源质量的有效方法，其在降低电能消耗以及能源节约方面的效果是非常明显的，所以其在长距离电能运输中的作用是不可忽视的。为保障电网系统运行的效益，我国加大了对无功功率补偿技术研究的力度，本文通过对电网系统进行研究，探讨一下无功功率补偿的原理和方法以及其在电网系统中的应用。 关键词：无功功率补偿补偿原理补偿方法 无功功率补偿是当今电气自动化技术及电力系统研究领域所面临的一项重大课题，正在受到越来越多的关注。电网中无功功率不平衡主要有以下两个为一面的原因:一为一面是供电部门传送的电力质量不高；另一为一面是用户的电气性能不够好，这两为一面的综合原因导致无功功率的不均匀分布和各种问题的产生。显然，这此需要补偿的无功功率如果都要由发电端产生和提供并经过长距离传输是不可能的，最有效的为一法是在大量需要无功功率的地为一安装无功补偿装置并进行无功功率的就地补偿。 1 无功补偿的原理 电流在电感元件中做功时，电流滞后于电压90o；而电流在电容元件中作功时，电流超前于电压90o。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180o。如果在电磁元件电路中安装一定的电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，从而提高电能做功的能力，这就是无功补偿的道理。图1和图2分别为感性阻抗和容性阻抗中电流、电压和功率的波形变化规则。在第一个四分之一周期内，电流由零逐渐增大，此时，电感吸收功率，转化为磁场能量，而电容放出储存在电场中的能量；第二个四分之一周期，电感放出磁场能量，电容吸收功率，以后的四分之一周期重复上述循环。 从图3可以看出并联电容器无功补偿原理。将并联电容器C与供电设备(如变压器)或负荷(如电动机)并联，则供电设备或负荷所需要的无功功率，可以全部或部分由并联电容器供给，即并联电容器发出的容性无功，可以补偿负荷所消耗的感性无功。

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；

并联型有源电力滤波器(APF)原理简介及仿真验证

并联型有源电力滤波器（APF）原理简介及仿真验证 概述： 有源电力滤波器（APF）是一种用于动态谐波抑制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，是相对于无源滤波器（L、LC等）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进行各次谐波的分离，控制输出电流的幅值、频率和相位，并且快速响应，抵消系统中的相应谐波电流，从而实现动态谐波治理。 APF的控制原理为采样负载电流（此电流包含基波与谐波），将此电流与锁相环输出的相位信号一起经过坐标变换后生成负载电流的直流分量，直流分量经过低通滤波器将谐波分量滤除成为基波信号，基波信号再与负载电流相减得到真正的谐波信号，再通过电流内环使APF的输出电流跟踪谐波信号，同时通过电压外环使直流侧电压稳定在给定值，进而生成APF所需要注入的谐波电流，该谐波电流与谐波源的电流相互抵消，从而保证电网侧的电流为纯净的基波电流信号，进而完成滤波任务。 正文： 1.电力系统中的谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶

级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。电力系统中不存在绝对纯净的电流，一般都是基波+谐波，只是谐波的含量不同而已。 2.谐波治理装置一般包含无源滤波器与有源滤波器。无源滤波器指由R,L,C等无源元器件组成的滤波装置，这些滤波装置的优点在于简单易用，缺点在于效果一般，只能用于特定场合，有些无源装置甚至只能针对某一特定电站。有源滤波器一般指并联型有源电力滤波器（APF），这是一种近年来兴起的滤波装置，具备很多优点，例如快速，稳定，可适时补偿。其缺点也是显著的，例如电力电子器件的有限耐压等级与可承受电流等级低导致其容量无法满足大电站需求，另外成本也是制约其发展的一个瓶颈。 3.有源电力滤波器的原理：有源电力滤波器（APF）是一种用于动态抑制谐波的新型电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波进行抑制，可以克服LC滤波器等传统的谐波抑制设备不能灵活调节的缺点。 基本原理：

有源电力滤波器

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、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、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。 ? 谐波会改变保护继电器的动作特性，引起继电保护设施的误动作，造成继电保护等自动装置工作紊乱；

浅谈有源电力滤波器设计

综述 随着大容量电力电子装置在高压交流电力系统中日益广泛的应用，谐波和无功等问题严重地威胁着系统自身的安全稳定运行。针对10~35kV高压交流电力系统，国内外目前主要采用无源电力滤波器来抑制谐波并补偿无功功率。无源电力滤波器具有诸多的缺陷，难以达到理想的性能。受功率半导体开关器件的约束，有源电力滤波器常规技术方案的应用限制在低压交流电力系统。提出一种基于基波磁通补偿的串联型有源电力滤波器新原理，通过电力电子变换器的控制，使串联变压器对基波呈现很小的一次侧漏阻抗，对谐波呈现很大的励磁阻抗。通过电力电子变换器的控制，变压器一次侧呈现连续无极可调的电抗。借鉴基波磁通补偿理论及磁通可控的可调电抗器原理，根据串并联的对偶特性，本文提出一种新型的基于阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器。在电力电子变换器的控制下，变压器对谐波电流呈现近似为零的低阻抗，从而输导电力系统中的谐波电流，同时对基波电流呈现连续无极可调的电抗，与无源电力滤波器相结合，实时补偿系统的无功功率。通过变压器隔离降压，确保该滤波器安全、可靠、稳定地工作。

1 工作原理 1.1 变压器的结构 变压器的结构如图1所示。其一次侧AX与二次侧ax的匝数分别为W1、W2，变比k=W1/W2，一次侧与二次侧的互感为M。一次侧绕组的电阻为r1，自感为L11。变压器采用非晶态合金铁心，为了确保变压器工作在B-H曲线的线性区，铁心开有气隙。利用电压型逆变器向变压器二次侧绕组中注入补偿电流i2且满足i2=-α*∑i1(n)-β*i1(1) 式中：α为谐波补偿系数；∑i1(n)为实时检测的变压器一次侧谐波电流；β为基波补偿系数；i1(1)为实时检测的变压器一次侧基波电流。 1.2 谐波抑制原理 从AX端看，变压器n次谐波电压方程为ù1(n)=（r1+jW n L11）/ì1(n)+jW n Mì2(n) 若α满足谐波补偿条件α=L11/M 则从AX端看，变压器对谐波电流的等效阻抗为Z AX(n)=ù1(n)/ì1(n)=r1通常r1可忽略，因此，在满足谐波补偿条件时，变压器对谐波电流呈现近似为零的低阻抗。谐波等效电路如图2所示。

无功功率自动补偿控制器按装调试方法

JK系列无功功率自动补偿控制器，适用于电容器补偿装置的自动调节（以下简称控制器），使功率因数达到用户预定状态，提高电力变压器的利用效率，减少线损，改善供电的电压质量，从而提高经济效益。? 二、工作条件? 1.海拔高度不高于2500米 2.环境温度-25℃~+50℃ 3.空气湿度在40℃时不超过50%，20℃时不超过90%。 4.周围环境无腐蚀性气体，无导电尘埃，无易燃易爆的介质存在。 5.安装地点无剧烈震荡。? 三、技术数据? 1.基本技术参数 额定工作电压AC220/380V/50/60Hz 额定工作电流AC0-5A 50Hz 输出触点容量AC220 7A 50Hz 显示功率因数滞后0.01-超前0.01控制方式自动寻优/循环投切灵敏度100mA 防护等级外壳IP40? 2.控制参数可调范围及出厂整定值? 技术参数参数值出厂设定值?

产品型号JKL5C、JKG2B JKW5C、JKL5C、JKL5B、JKL5A? 过压预置230~300V可调步长1V 400~500V可调步长1V 245V/440V? 延时预置1~250s可调步长1s 30s? C/K比值0.01~1.00可调步长0.01 0.10? 投入门限0.80~0.99可调步长0.01 0.95? 切除门限滞后0.91超前0.90可调步长0.01 1.00? 控制组数1~12 硬件允许最大值? 四、开孔尺寸及型号说明? 产品型号取样电压开孔尺寸? JKW5C 线电压380V 113×113mm? JKL5C 线电压380V 113×113mm? JKL5C 线电压220V 113×113mm? JKL5B 线电压380V 140×102mm? JKL5A 线电压380V 162×102mm? JKG2B 线电压220V 162×102mm?

有源滤波器的基本原理

有源滤波器的基本原理 有源滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波，以及变化无功进行补偿。其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿的缺点。 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。 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，是目前国内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，该电流在电感内阻上将产生较大损耗，所以目前较少采用。

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，