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有源滤波技术及其应用


作者:未知 来源:不详 时间:06-08-15 加入收藏加入收藏夹
关键字:有源滤波器  无源滤波器  电能质量  谐波  电能质量  谐波治理

[8]

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图1 并联型APF
Fig.1 Parallel-type APF

  图2所示为串联型APF,通过3个单相变压器串联在电源与负载间,可等效为一受控电压源。其主要用于消除带电容二极管整流电路等电压型谐波源负载对系统的影响,以及系统侧电压谐波与电压波动对敏感负载的影响[8,9]。与并联型APF相比,由于串联型APF中流过的是正常负荷电流,因此损耗较大;此外,串联型APF的投切、故障后的退出及各种保护也较并联型APF复杂[8]。目前单独使用的串联型APF的研究较少,国内外的研究多集中在其与LC无源滤波器所构成的串联混合型APF上[10,11]

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图2 串联型APF
Fig.2 Series-type APF

  图3所示为串—并联型APF,这是一种新型APF,其名称尚未统一,文献[12,13]称之为统一电能质量调节器(UPQC),目前还处在试验阶段。这种APF兼有串、并联APF的功能,可解决配电系统发生的绝大多数电能质量问题,具有较高的性价比,是今后值得推广的一种装置。[FS:PAGE]

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图3 串-并联型APF
Fig.3 Series-parallel type APF

  由于APF造价高,运行损耗大,容量受到限制,将无源滤波器与有源滤波器组合起来,构成混合型有源滤波器在目前无疑是一种较好的方案[8]。但从长远角度看,随着电力电子元件成本不断下降,它将被性价比更高的串—并联有源滤波器所代替。
  b.按APF中逆变器直流侧储能元件的不同,APF又可分为电压型APF(储能元件为电容)和电流型APF(储能元件为电感)。与电流型APF相比,电压型APF损耗较小、效率高,因此目前国内外绝大多数APF都采用电压型逆变器结构。随着超导储能技术的不断发展,今后可能会有更多电流型APF投入使用。
  c.此外还有一种如图4 所示的有源滤波装置——有源线路调节器(active power line conditioner,缩写为APLC),其结构与APF相似,因此过去很多文献上都将APLC等同于APF。其实,从原理上看,与APF的单节点谐波抑制相比较,APLC是向网络中某个(几个)优选节点注入消谐补偿电流,通过补偿电流在网络中一定范围内流动,实现该范围内所有节点谐波电压的综合抑制。由于APLC代表的是谐波治理的一种更高层次,不应将两者等同。

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图4 APLC原理图
Fig.4 The principle diagram of APLC

  目前,国外APLC的应用还处在研究和试验阶段,实时确定补偿电流、优选补偿节点、在线测量谐波等技术难点限制了APLC的应用[14~16]

3 APF的控制策略
  APF的控制主要由谐波信号的检测和补偿分量的产生两大部分组成。由图5可见,APF通过检测电路检测出电网中电流电压的畸变部分,然后采用某种控制方式控制功率电路产生相应的补偿电流分量,并注入到电网中,以达到消谐的目的。

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