大功率注入式有源電力濾波器的理論研究及工程應(yīng)用

張鵬飛

（江蘇省電力公司檢修分公司,211102）

大功率注入式有源電力濾波器的理論研究及工程應(yīng)用

張鵬飛

（江蘇省電力公司檢修分公司,211102）

電力行業(yè)開展改革工作主要目的就是提高電力行業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與效率，為人們提供更加穩(wěn)定安全的電能。伴隨著各種電子設(shè)備開始逐漸在電網(wǎng)張應(yīng)用，在為電能轉(zhuǎn)變及應(yīng)用帶來便捷的同時(shí)，還對(duì)電能質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響。

大功率注入式有源電力濾波器；理論研究；工程應(yīng)用

0　前言

伴隨著工業(yè)技術(shù)快速發(fā)展建設(shè)中，電力系統(tǒng)內(nèi)非線性負(fù)荷數(shù)量逐漸增加，各種電子設(shè)備開始逐漸在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，造成電網(wǎng)出現(xiàn)失真問題，也會(huì)諧波出現(xiàn)的主要源頭。其所帶來的負(fù)面影響就是電能質(zhì)量逐漸下降，同時(shí)對(duì)于電力設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行也具有一定影響，有關(guān)企業(yè)需要承擔(dān)較大的經(jīng)濟(jì)損失。世界各國(guó)現(xiàn)在對(duì)于電能傳輸質(zhì)量已經(jīng)十分關(guān)注，其中諧波整治就是提高電能質(zhì)量的主要途徑，也是人們對(duì)于電能要求的必然結(jié)果。

1　大功率注入式有源電力濾波器及其特點(diǎn)

伴隨著工業(yè)化不斷建設(shè)，電力負(fù)荷越加繁瑣，電力系統(tǒng)內(nèi)的諧波大容量及時(shí)變已經(jīng)成現(xiàn)代電力系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，傳統(tǒng)無源濾波器已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)與工業(yè)建設(shè)的要求。伴隨著有源點(diǎn)濾波器的出現(xiàn)，成為政治諧波的主要途徑。

1.1有源電力濾波器工作原理

圖一為有源濾波器系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖，由圖一可以發(fā)現(xiàn)，有源電力濾波器主要有兩部分構(gòu)成，分別是電流檢測(cè)電路及補(bǔ)償電流發(fā)生電路。電流檢測(cè)電路在實(shí)際應(yīng)用中主要作用就是檢測(cè)出諧波分量；補(bǔ)償電流發(fā)生電路在實(shí)際應(yīng)用中主要作用就是承擔(dān)電流補(bǔ)償。有源濾波器主要作用就是檢測(cè)出電力系統(tǒng)諧波容量，并且進(jìn)行電流補(bǔ)償，最后得到人們實(shí)際希望的電流。

圖一：有源濾波器系統(tǒng)構(gòu)成

1.2大功率注入式有源電力濾波器主要特征

1.2.1補(bǔ)償特點(diǎn)分析

有源諧波器主要作用就是整治電力系統(tǒng)中的諧波，判斷標(biāo)準(zhǔn)就是有源諧波器對(duì)于電力的補(bǔ)償或者是抑制性能。正常在對(duì)于有源諧波器補(bǔ)償特點(diǎn)分析中，經(jīng)常使用兩種函數(shù)，分別是諧波電流抑制函數(shù)與諧波電壓抑制函數(shù)。諧波電流抑制函數(shù)表示的是電網(wǎng)電壓為0情況下，電網(wǎng)諧波與諧波電流之間的比值；諧波電壓抑制函數(shù)表示在是在電網(wǎng)電流為0條件下，電網(wǎng)諧波與諧波電壓之間的比值。對(duì)于兩個(gè)函數(shù)研究之后可以發(fā)現(xiàn)，要是k值越大的情況下，有源謝波器對(duì)于電壓或者電流抑制效果越好，但是電力系統(tǒng)也可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定問題。

1.2.2控制策略分析

諧波在控制策略上面，一共有四種方式，分別是根據(jù)濾波器支路諧波電流進(jìn)行控制、根據(jù)電源諧波電流進(jìn)行控制、根據(jù)負(fù)荷諧波電流進(jìn)行控制與根據(jù)負(fù)荷諧波電壓進(jìn)行控制。任何一種控制方式在實(shí)際應(yīng)用中都有著不同特點(diǎn)，要是將這四種控制方式結(jié)合起來應(yīng)用就稱之為復(fù)合控制方式。最為常見的控制方式就是根據(jù)電源諧波電流與負(fù)載諧波電流相結(jié)合的控制方式，這種控制方式在實(shí)際應(yīng)用中不僅僅補(bǔ)償效率較高，還能夠抑制諧振。復(fù)合控制策略能夠有效結(jié)合單一控制策略所據(jù)具有的優(yōu)勢(shì)，是一種十分理想的控制方式，但是控制方式在結(jié)合應(yīng)用中，還需要解耦合問題，電力系統(tǒng)所需要的成本也就更高。

2　大功率注入式有源電力濾波器系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)技術(shù)

近幾年，研究人員對(duì)于大功率注入式有源電力濾波器研究十分熱衷，但是主要還是對(duì)于大功率注入式有源電力濾波器理論及實(shí)驗(yàn)研究層面上。研究大功率注入式有源電力濾波器主要目的就是希望能夠在工程中應(yīng)用，提高經(jīng)濟(jì)利益。本文就以某變電站實(shí)際情況作為案例，對(duì)大功率注入式有源電力濾波器在工程中應(yīng)用進(jìn)行分析。

2.1項(xiàng)目背景

伴隨著電能應(yīng)用數(shù)量不斷增加，配電網(wǎng)內(nèi)非線性負(fù)載越加嚴(yán)重，諧波容量越來越大，對(duì)于配電網(wǎng)內(nèi)諧波進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，能夠有效了解到配電網(wǎng)被諧波污染水平，了解諧波特點(diǎn)與變化規(guī)律，為諧波整治提高有效依據(jù)。本文就以某變電站作為案例，該變電站為多個(gè)企業(yè)提供配電作用，諧波問題十分嚴(yán)重，如果對(duì)于該變電站諧波進(jìn)行整治，就是本文研究的背景。該變電站除了傳統(tǒng)電子裝置之外，還擁有反星形連接的12脈整流裝置。有效信息。

3　結(jié)論

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

大功率注入式有源電力濾波器系統(tǒng)主要有兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，分別是裝置洗頭膏與信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖二所示。大功率注入式有源電力濾波器系統(tǒng)不僅僅需要需要抑制諧波的功能，還應(yīng)該具有一定無功功率補(bǔ)償功能。大功率注入式有源電力濾波器裝置還可以分為兩個(gè)部分，分別是主電路檢測(cè)與控制電路。信息管理系統(tǒng)主要作用就是對(duì)于電網(wǎng)內(nèi)電壓及電流運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行了解，并且有關(guān)信息呈現(xiàn)給工作人員。

在大功率注入式有源電力濾波器系統(tǒng)裝置中，主電路主要是有各種硬件設(shè)備構(gòu)成，主要作用就是為大功率注入式有源電力濾波器提供直流電壓，保證配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。檢測(cè)與控制電路主要是有各種斷路器或者是開關(guān)構(gòu)成，同樣檢測(cè)與控制電路是配電網(wǎng)穩(wěn)定高效運(yùn)行的前提，能夠?yàn)槿藗兲峁┡潆娋W(wǎng)各各支路內(nèi)諧波

工業(yè)化不斷建設(shè)過程中，配電網(wǎng)非線性負(fù)荷數(shù)量逐漸增加，諧波對(duì)于電網(wǎng)穩(wěn)定高效運(yùn)行影響越加嚴(yán)重，人們對(duì)于諧波已經(jīng)高度重視。諧波熔煉對(duì)于電能質(zhì)量直接性影響。現(xiàn)在為了能夠提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定與安全性能，對(duì)于諧波整治有關(guān)設(shè)備進(jìn)行研究是現(xiàn)在工業(yè)化建設(shè)的實(shí)際需求。本文僅僅對(duì)于大功率注入式有源電力濾波器簡(jiǎn)單研究，還存在一定不足，僅供參考。

[1]夏向陽(yáng),羅安.單獨(dú)注入式有源電力濾波器的控制分析[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2010,03:58-63.

[2]程瑩,羅安,浣威.注入式混合型有源電力濾波器的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其工程應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù),2010,10:53-59.

[3]徐先勇,羅志坤,羅安,方璐,吳敬兵,彭瀟.新型混合有源電力濾波器的特性分析和控制方法[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2011,12:113-121.

[4]丁士啟,帥智康,羅安.一種新型注入式混合有源電力濾波器[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2012,01:202-209.

Theoretical study and engineering application of high power injection active power filter

Zhang Pengfei
（Jiangsu electric power company maintenance branch,211102）

The main purpose of the reform of power industry is to improve the quality and efficiency of power industry,and to provide more stable and safe electric energy.Along with a variety of electronic devices began to be gradually applied in the grid,in order to change the power and the application of convenience,but also on the power quality caused a serious impact.

high power injection active power filter;theoretical study;engineering application