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有源滤波

定义

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。

三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论，APF有并联型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，但是价位相对高。

有源滤波器的实际应用：

(1)实现动态补偿，可对频率和大小均变化的谐波及变化的无功功率进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应速度；

(2)有源电力滤波器是一个高阻抗电流源，它的接入对系统阻抗不会产生影响，因此此类装置适合系列化、规模化生产；

(3)当电网结构发生变化时装置受电网阻抗的影响不大，不存在与电网阻抗发生谐波的危险，同时还能抑制串并联谐振；

(4)补偿无功功率时不需要储能元件，补偿谐波时所需要的储能元件不大；

(5)用同一台装置可同时补偿多次谐波电流和非整流倍次的谐波电流；

(6)当线路中的谐波电流突然增大时有源电力滤波器不会发生过载，并且能正常发挥作用，不需要与系统断开；

(7)装置可以仅输出所需补偿的高次谐波电流，不输出基波无功功率。

轨道交通谐波主要来源于车辆牵引供电的整流、逆变装置，其次是直流电源成套装置、照明、电梯、显示屏、空调、排水等装置，主要以5、7、11、13次谐波为主，也含有部分3次谐波。谐波消耗系统中的无功储备，增加线路损耗，影响继电保护、自动控制装置的可靠运行，使用电设备的运行安全性下降，对通信、信号产生电磁干扰。谐波还会对线路中的其他无功补偿装置造成破坏性影响，同时无功补偿装置亦会放大谐波，形成循环。轨道交通尤其是地铁供电系统对供电可靠性要求非常严格，谐波是威胁其供电可靠性的主要诱因。