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串联式有源滤波器

APF供电系统通过藕合变电器串联，可等效电路为受控电压源。关键特点是补偿电网谐波工作电压和三相不平衡工作电压，消除工作电压谐波源负荷系统对系统软件侧工作电压谐波和电压波动对敏感负荷的影响。

但串联有源滤波器损耗大，各种保护电路复杂；同时，当直流系统中使用串联有源电力滤波器时，莲花变压器系统软件连接侧出现直流电磁饱和问题，只能在交流系统中选择。

有源电力滤波器优势

低纹波电流，高电流响应速度

纹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一个电流模式控制的电压源逆变器。输出电流是通过逆变器输出的电压作用在输出电感上产生的。逆变器采用脉冲宽度调制，根据电工的基本原理，纹波电流决定于开关频率、直流母线电压、输出电感的大小，与电流环的控制无关。开关频率越高纹波电流越小、直流母线电压越高，纹波电流越大；输出电感越大，纹波电流越小。而逆变器期望的输出电流是由电流环所控制。有源电力滤波器输出谐波电流，如果按基波50Hz，补偿50次谐波计算，较高谐波频率将达到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。我们期望输出纹波电流越小越好，电流响应速度越快越好，这是一对矛盾。

有源电力滤波器优势

提高系统耐压，应用于较高电压系统

通常国内低压电网为400V，但是对于某些行业，其低压电网会比较高，例如石油钻机传动采用的是600V，矿山用电可能是690V或1140V，而某些行业的电压等级可能加多样，但一般都是500V以上。如何解决这些行业谐波治理需求，是一个问题。通常为了提高电流响应速度、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逆变器需要高的直流母线电压。通常两电平逆变器的直流母线电压是交流电网电压有效值的2倍。对于380V应用，直流母线电压一般在700V～750V，而对于600V，直流母线电压需要达到1200V。很多企业的做法是加一个变压器，将其他等级的电压变为400V。通过谐波的变压器是经过特殊设计的，价格比较高，体积也比较大，变压的损耗也会比较大。而采用三电平技术，可以用耐压较低的管子组成耐压较高的变流器系统，可以直接连接到电压较高的电网上，同时较好滤波效果和单机容量。