淺析有源交流電力濾波器

有源電力濾波器（APF）發展至今，為適應用戶對補償性能的要求及不斷出現的應用場合，其結構形式不斷地得到改進。

一 有源交流電力濾波器結構

根據接入電網方式分類的各種交流有源濾波器，見圖1。

并聯型表現出電流源特性，向電網注入補償電流，抵消諧波源產生的電流諧波，使電源電流成為正弦波。主要用于補償電流型諧波源，如直流側為阻感負載的整流電路，也可以補償三相不對稱電流和供電點電壓波動。

串聯型有源濾波器作為受控電壓源輸出補償電壓，用來補償電壓型諧波源（如電容濾波型整流電路）或抑制電源電壓畸變，使供電點電壓變為理想正弦工頻電壓。

并聯混合型有兩種形式：其一是用APF濾除低次諧波，將無源濾波器選為高通濾波器來補償較高次諧波，從而使APF主電路中的器件開關頻率降低。由于無源濾波器只補償了少部分諧波，所以其對降低APF容量的作用并不明顯。其二是用無源濾波器濾除大部分諧波，用APF改善整個系統的性能，因此APF的容量很小。

二 有源交流電力濾波器工作原理

并聯型有源電力濾波器的系

統構成框圖，見圖2。電源為三

相交流電網電源，非線性負載產

生諧波并吸收無功功率。其中is

為電源電流，iL為負載電流，iF

為補償電流。并聯型有源電力濾波器主要由兩部分組成，即指令電流計算部分和補償電流發生部分（電流跟蹤控制電路、驅動電路、功率主電路）。假設電源電壓為：

us（t）＝ Ussinwt （1）

上式中，Us－電源電壓有效值流過負載的非正弦電流可以用傅立葉級數展開表示為：

il（t）＝ sin（wt＋θ1）＋ sin（nwt＋θn）

＝i1（t）ih（t） （2）

上式中，iL－負載電流瞬時值，I1－基波電流有效值In－n次諧波電流有效值，i1－基波電流瞬時值，ik－諧波電流瞬時值。

只進行諧波補償時，通過電流采樣元件得到的負載電流經過計算得到諧波電流，將其作為指令電流，通過控制電路控制逆變器向電網注入補償電流iF使得電流iF與ih幅值相等，方向相反，則電源中就只有基波電流（有功和無功）了，即is＝ilp＋ilq，從而達到了抑制諧波的目的，使得電源電流正弦化，大大提高了電源的功率因數。

〔責任編輯：高照〕