什么是有源电力滤波器?如何设计有源滤波器?

滤波器有很多具体的类型，比如空间滤波器、陶瓷滤波器、 数字滤波器、无源滤波器等等。为增进大家对滤波器的认识，本文将对有源电力滤波器，以及无差拍 SVPWM 的有源滤波器设计予以介绍。如果你对滤波器具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、有源电力滤波器

有源电力滤波器(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。

有源滤波器之所以称为有源，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。

有源电力滤波器，是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制(PWM)信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。

二、无差拍 SVPWM 的有源滤波器设计

有源电力滤波器(AcTIve Power Filter，APF)作为一种用于动态抑制谐波的电力电子装置，其能够同时补偿多次谐波电流，能实时控制、自动跟踪非线性电流并加以控制，有较快的动态 响应速度，且具有改善三相不平衡度的优点。对于有源滤波器谐波电流检测与补偿电流的发生是其极为关键的技术。

有源电力滤波器的电流控制一般采用 PWM(PulseWidth ModulaTIon)模式，目前常用的 PWM控制方式有滞环电流控制(Current Follow Pulse Width ModulaTIon，CFPWM)、三角波电流控制(ΔPulse Width Modulation，ΔPWM) 和 电 压 空 间 矢 量 脉 宽 调 制 (Space Vector PulseWidthModulation，SVPWM)三种技术。对于 SVPWM 其控制方法的优点主要在于：提高逆变器直流侧电压的利用率，减小开关器件的开关频率以及减少谐波成分，而且此方法更易实现数字化。因此，逆变电路控制常采 用此种方法。在 APF 的应用中，SVPWM 常与滞环比较，PI调节器以及无差拍等结合应用。本文采用无差拍 SVP-WM 控制策略，对 APF 的电流进行补偿控制，以获得较好的动态补偿效果。

1、电力有源滤波器谐波检测方法

有源滤波器的谐波电流检测方法由时域和频域检测法构成。时域检测法主要分为：有功电流分离法和基于瞬时无功功率原理的 p-q 法，ip-iq 法以及 d-q 法等。频域检测法主要有 FFT法和谐波滤波器法等。

对于本文研究主要是采用 ip-iq 法来对电力有源滤波器进行分析研究，正余弦信号 sin ωt 和-cos ωt 由锁相环 PLL 发生电路产生。其中 sin ωt 与 a 相输入电压 ua 同相;逆变电路直流侧电压的给定值为 Ucr，Ucf 是反馈值，将这两路信号之差经过 PI 调节器进行调节，所得到的Δip 叠加到瞬时有功电流的直流分量中，经过运算得出指令电流 ih 中所含基波有功电流，从而令 APF 直流侧与交流侧进行能量互换，从而将 Uc 调整到给定值。

2、无差拍控制简介

SVPWM 控制是用指令电流 ic*(k) 代替补偿电流 ic*(k+1)使 k 时刻的补偿电流在 k+1时刻完全跟踪上指令电流，但这样会存在一拍的滞后。而基于 SVPWM 的无差拍控制则在 k 时刻预测出 k+1时刻的指令电流值，并以此代替补偿电流，最后通过 SVPWM 控制算法产生PWM 脉冲信号以控制变流器开关器件的通断，从而使每一时刻输出的补偿电流等于其指令电流，实现了实时控制。

以上就是小编这次想要和大家分享的有关有源电力滤波器的内容，希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章，可以在网页顶部选择相应的频道哦。