博宁电气(多图)-BN-DT100

有源滤波器的优势和市场需求

电力电子装置和非线性负载的普遍使用，使大量谐波电流注入电网，导致电网谐波污染：严重威胁电网和用电设备的安全运行及正常使用。因此，对电力谐波进行有效治理设备的需求日益增加。

无源电力滤波器(PPF)来解决电力谐波问题存在许多缺点。如PPF针对特定频率的谐波，只能滤除特定次数谐波;PPF存在着与电网发生谐振的可能性，并且对电网阻抗和频率变化十分敏感;PPF体积大、损耗多等。而利用有源电力滤波器进行谐波治理是今后的一个发展趋势。

有源电力滤波器(APF)是一种用于动态**谐波、补偿无功的新型电力电子装置，能对频率和大小都变化的谐波和无功进行补偿，正好填补PPF的缺点，获得比PPF更好的补偿特性，是一种理想的电力谐波治理装置。现如今，国际上已开始在工业和民用设备上使用APF，并且单机装置的容量逐步提高，其应用领域从补偿用户自身的谐波向改善整个电力系统供电质量的方向发展。

与传统的PPF相比，APF具有明显的性能优势，下表为APF与PPF的主要技术性能对比。APF技术是电力谐波治理技术的重要发展方向，安装APF可以有效滤除系统中的电力谐波，消除由于谐波导致的各种问题。安装、使用APF的意义主要包括以下几个方面：

(1)消除各次电压、电流谐波对电网的污染和干扰，满足标准的要求。

(2)改善电压质量，提高设备运行安全性和可靠性，降低设备温升和损耗。

(3)提高系统功率因数，提高线路和电力设备利用率。

(4)防止系统共振，提高系统运行稳定性，预防设备故障，保障系统安全。

(5)降低电力损耗、提高设备效率，节约电能。

有源滤波器(Active Power Filter，简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC无源滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

有源滤波器的内部控制原理：

隔离开关合闸后，为防止上电后电网对直流母线电容器的瞬间冲击，有源滤波器首先通过软起电阻对直流母线的电容器充电，这个过程会持续几十秒。当母线电压Udc达到预定值后，主接触器闭合。直流电容作为储能器件，通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。

APF有源滤波器通过外部CT实时采集电流信号送至信号调理电路，然后再送至FPGA控制器。控制器将基波成分分离，提取出所有的谐波，将采集到的谐波成分和APF已发出的补偿电流比较得到差值作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT变换器将补偿谐波电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。