APF

有源电力滤波器(APF:Activepower)filter)是一种动态抑制谐波、补偿无效的新型电力电子装置，可以快速跟踪不同大小和频率的谐波补偿，称为有源，与无源LC滤波器相比，只能被动吸收固定频率和大小的谐波，APF通过采样负载电流，进行各谐波和无效分离APF主要采用FFT算法、DFT算法和三相电路瞬时无效功率理论算法的APF有两种：并联型和串联型，前者多用的并联源滤波器主要管理电流谐波，串联源滤波器主要管理电压谐波等问题有源滤波器与无源滤波器相比，管理效果好，主要可以同时过滤多次谐波，不会引起谐振，但价格相对较高！实际应用安全系数低，国际普遍做法是用变压器升压，保证可靠性，国家有关部门也要求用变压器升压的形式与有源过滤器结合，管理高压谐波！滤波器将二极管钳三电平技术应用于有源电力滤波器领域，涉及到国内外很多文献，国内外很多专家学者对此进行了比较深入的研究，也提出了很多新的算法。但三电平有源电力滤波器始终没有从实验室走向市场。究其原因，可能是技术不够成熟，控制算法过于复杂，应用成本高，也可能是行业对此不够重视，尚未认识到该技术的优势。德州和能源工业自动化有限公司通过对三电平技术的深入研究和准确把握市场趋势，在行业首先推出了三电平有源电滤产品势头(1)低波电流、高电流响应速度波电流和电流响应速度是矛盾的两个指标。作为有源电力滤波器，其基本原理是检测负载谐波，注入反相谐波，以谐波的相互抵消达到滤波的目的。一般的有源电力滤波器是由电流模式控制的电压源变频器。输出电流是由变频器输出的电压作用在输出电感中产生的。变频器采用脉冲宽度调制，根据电工的基本原理，纹波电流决定了开关频率、直流母线电压、输出电感的大小，与电流环的控制无关。开关频率越高，波纹电流越小，直流母线电压越高，波纹电流越大，输出电感越大，波纹电流越小。逆变器期待的输出电流由电流环控制。有源电力滤波器输出谐波电流，按基波50Hz补偿50次谐波计算，谐波频率达到2.5kHz。有源电力滤波器对电流响应速度有很高的要求。电流响应速度与直流母线电压和输出电感大小有关。直流母线电压越高，电流响应越快；输出电感越大，电流响应越慢。输出波电流越小越好，电流响应速度越快越好，这是矛盾。从上述分析可以看出，两电平有源电滤解决这种矛盾的方法只能是提高开关。一些制造商的两个电平有源电滤产品的开关频率已经达到20公斤。但是，开关频率的提高带来了更高的开关损失和驱动损失，有源电滤波器的单体容量受到限制，对于更高电压等级的有源电滤波器，高压IGBT不允许那么高的开关频率。但三电平有源电力滤波器原理上是解决上述问题的方案。三电平变频器可输出正、负、零三种电压，在计算纹波电流时，只需按直流母线电压的一半计算即可。由此可见，在同一开关频率、同一直流母线电压、同一纹波电流要求的前提下，三的输出电感是两电平的一半，同时设备的开关损耗和电感纹波损耗也会降低。计算电流响应速度时，发挥作用的是所有直流母线电压，输出电感减半，加快电流响应速度，提高过滤效果，提高单体容量。(2)提高系统耐压性，应用于高压系统，国内低压电网通常为400V，但在一些行业，低压电网较高，如石油钻机传动采用600V，矿山用电可能为690V或1140V，在一些行业如何解决这些行业的谐波管理需求是个问题。通常，为了提高电流响应速度，保证补偿效果，处理谐波的有源电力滤波器比处理基波的变频器或并网变频器需要更高的直流母线电压。通常，两电平变频器的直流母线电压是交流电网电压有效值的两倍。对于380V的应用，直流母线电压一般为700V~750V，对于600V，直流母线电压必须达到1200V。许多企业的做法是增加变压器，将其他级别的电压变成400V。谐波变压器设计特殊，价格高，体积大，变压损失大。采用三电平技术，可以用低压管构成高压变流器系统，直接连接到高压电网，保证滤波效果和单体容量

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