有源电力滤波器APF设计

APF主要应用场合1、变频设备的应用场合随着技术的进步，变频设备大量应用于各类场合，变频设备会产生大量的谐波，因此，这类场合是APF有源滤波器主要的目标市场之一。2、不稳定负荷的应用场合不稳定负荷不是APF有源滤波器的主要市场，但它是电力系统一个极其重要的方面，因为不稳定的负荷虽然所占比例不大，但是它们对电力系统产生的影响却远远大于其它负荷所造成的影响，因此对于该类应用场合也应作为APF有源滤波器的主要市场方向之一。3、钢铁厂钢铁厂的电弧炉、轧钢机等是主要的谐波发生设备，且主要是冲击性负荷，对钢铁厂附近的其它负荷有很大影响。同时，谐波问题对钢铁厂无功补偿的影响很大，所以应以无功补偿和谐波治理同时处理作为目标。4、有色冶金有色冶金的负荷除电弧炉性质的负荷外，还由于采用直流湿法冶金而产生大量的直流成分。5、港口机械港机是大型的提升设备，一般都采用很大的变频器，因此是港口机械主要的谐波发生源，因此对于该类应用场合也应作为APF有源滤波器的市场方向之一。水处理行业污水处理设备，臭氧发生设备（日本早期的APF很多用于本场合。有源电力滤波器APF设计

    有源滤波器(ActivePowerFilter，简称APF)的基本原理是从电网中检测出谐波电流，经内部芯片快速计算、分析、比较，控制主功率单元产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波成分。这种滤波器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。该有源电力谐波滤波装置,根据的瞬时无功功率理论，应用数字信号处理技术(DSP)，脉宽调制技术(PWM)，智能化功率单元技术(IPM)，触摸屏技术(GP)等前沿科技，可实现动态消除谐波，平衡三相负荷，是一种高技术含量，滤波效率理想谐波治理和无功补偿产品。谐波的产生是由于正弦波电压施加在非线性负载上，电流就变成了非正弦波，非正弦波电流在电网阻抗上产生降压，会使电压波形也变成非正弦波。如今在通讯、半导体、石化、化纤、钢铁中加热炉和汽车制造等行业中使用的负载大部分为非线性负载，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。由于这些非线性负载所产生的大量谐波电流涌入电网中，导致电压波形发生畸变现象。这种谐波污染对电网和用户产生了严重的危害。 静止无功发生器APF性能光伏电站为什么要增加APF？

    电力谐波的主要危害有：1、引起串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流；2、产生谐波损耗，使发、变电和用电设备效率降低；3、加速电气设备绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命；4、使设备（如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作；5、干扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚至损坏通信设备。谐波治理措施主要有三种：一是主动治理，即从谐波源本身出发，通过改进用电设备，使其不产生或少产生谐波;二是受端治理，即从受到谐波影响的设备或系统出发，提高它们抗谐波干扰能力;三是被动治理，即通过安装APF电力滤波器，阻止谐波源产生的谐波注入电网，或者阻止电力系统的谐波流人负载端。由于谐波源的性和复杂性，主动治理方法受设备结构、效率、成本、可靠性等因素影响，只能解决部分问题，受端治理方法和被动治理方法仍是目前治理电力谐波问题的主要方法。例如通过串联失谐电抗器抑制无功补偿电容器导致的谐波共振放大，通过在系统中安装无源电力滤波器和APF有源电力滤波器进行滤波等等。

安装滤波器是治理谐波污染的又一有力武器，滤波器主要有两个种类：无源滤波器和APF有源滤波器。现今市场流行使用的无源滤波器主要是由电力电容器、电抗器和电阻这几个成分组合而成，但在投入使用时，会将其与谐波源并联在一起，这样可以发挥其滤波的价值，无源滤波器的优势较为明显，价格不高，构造简单，维护过程中操作简便，能够有效过滤掉高次谐波。有源滤波器，简称APF,作为当前有实力的检测和控制系统，具有突出的高实时性，反应灵敏，能够快速察觉电网中电流的变化，并及时跟随电网谐波电流的变化而采取相应的应对措施，它的优势可以总结为：无需分析负荷谐波频率，依靠供配电系统中产生的谐波，敏锐地采取措施；由于它自身设计上的优势，无需考虑它是否会过载的问题与电源设备的运行方式融洽结合，无需考虑相背离的状况；可以立即做出反应，瞬时补充谐波。光伏项目是否能用到APF？

    APF主要由谐波检测谐波环节、脉冲调制环节、关键控制单元主电路构成。将并联型APF并联接入电网中，为了抵消电网中存在的谐波，产生的补偿电流与谐波电流大小相等方向相反达到抑制补偿的效果。有源滤波器的工作过程如下：电网中的谐波电流用谐波电流检测部分来实时检测，并对提取的电流进行分析计算，将计算后的结果送入电流跟踪部分。电流跟踪部分和母线电压控制两个部分组成了关键控制部分，将来自谐波检测部分送来的信号送到电流跟踪部分，通过控制发出PWM脉冲信号送到脉宽调制环节，用来控制每个IGBT开关管的通断，使APF输出相应的补偿电流。为了保证直流侧母线电压的稳定与电压平衡，可以利用母线电压控制来进行保持。APF的补偿效果的好坏主要取决于谐波检测环节。ip检测法以瞬时无功功率理论作为基础，对比𝑝−𝑞法可知ip-iq检测法具有算法简单、运算速度快的优点。谐波检测算法的原理中用ip-iq取代，检测到的不是电网的电压而是基波的相位角，因此也适用于电压波形发生畸变的场合。 APF有源滤波装置主要特点有以下几个方面：补偿方式灵活、线性补偿、有人性化的人机交互界面等。补无功APF技术规范

APF有源电力滤波器广泛应用于电力系统中的电力质量控制、电力调节和电力保护等领域。有源电力滤波器APF设计

    系统可对太阳能进行最大功率跟踪，将光伏有功并入电网。当遇到阴雨天气或夜晚时没有光照，因此有功功率的输出为零。系统可直接用作有源滤波器，抑制电力系统中谐波污染，改善电网的供电质量。当光伏阵列工作，但输出的太阳能有功功率较小时，可以利用并网系统的剩余容量控制逆变器工作在同时进行光伏并网与谐波补偿的状态下。若光伏并网系统不能提供足够的容量实现来谐波补偿时，可采用相应的控制策略进行协调，保证系统安全稳定的工作。具有APF功能的光伏并网系统检测出谐波电流，将其与有功指令电流合成后得到并网指令电流信号，控制光伏并网系统同时实现有功并网与谐波补偿的双重功能。系统将谐波补偿指令信号与有功指令信号进行坐标系及相位等信息的统一后，直接相加得到并网电流的指令信号。 有源电力滤波器APF设计