【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，采用多DSP芯片的控制系統(tǒng)或者DSP+FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列）的通用控制系統(tǒng)。具體的控制系統(tǒng)這里不做介紹。有源電力濾波器的主電路型式多種多樣，有很多種分類方法。按照電力系統(tǒng)應(yīng)用的需要一般可以分為三相三線制結(jié)構(gòu)和三相四線制結(jié)構(gòu)兩種，而在三相三線制與三相四線制結(jié)構(gòu)中又有許多其他的結(jié)構(gòu)，下面簡(jiǎn)單的介紹并指出其特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況加以選用。由于許多負(fù)荷本身只是三相三線制接線，因此針對(duì)此類負(fù)荷的有源電力濾波器也只需采用三相三線制主電路即可。目前大量功率開關(guān)模塊都已經(jīng)讓三相三橋臂結(jié)構(gòu)制作，因此實(shí)現(xiàn)三相三線制主電路結(jié)構(gòu)非常方便。圖14所示為三相三線制結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器。我國(guó)380V系統(tǒng)均為三相四線制系統(tǒng)，而負(fù)荷通常也為三相四線制即存在中線，因而三相電流之和通常不為零即存在零序電流，零序電流中既可能存在零序基波分量也可能存在零序諧波分量，此時(shí)采用并聯(lián)型三相三線制主電路的電力濾波器無(wú)法消除線路中的零序基波電流和諧波電流以及中線中的電流。在許多情況下，為了保持三相電流的平衡，在大型辦公樓中通常會(huì)在三相中合理分配負(fù)荷，使三相電流盡量平衡。但是由于單相負(fù)荷如計(jì)算機(jī)、工作站等信息設(shè)備的大量使用，以及大量設(shè)備是后來(lái)增加的，因此實(shí)際中要合理的分配三相負(fù)荷是很難做到的。所以在許多大型的辦公樓出現(xiàn)了三相電流嚴(yán)重不平衡，中線電流很大。并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器就是解決這種非線性不平衡問題和諧波問題的有力手段，圖15所示為目前常見的三相四線制結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型有源電力濾波器。直流電容中線點(diǎn)與系統(tǒng)中線相連，全部的中線電流都流經(jīng)直流側(cè)的電容器，其數(shù)值較大。同時(shí)由于中線接在電容器中間，因此有源電力濾波器運(yùn)行中還可能出現(xiàn)電容電壓不平衡問題，所以在有源濾波器控制中還應(yīng)該加入直流側(cè)電容電壓平衡控制。這種結(jié)構(gòu)主要用于小容量系統(tǒng)。 耦合變壓器前面講到的兩種主電路結(jié)構(gòu)都通過連接電抗直接接入系統(tǒng)。對(duì)于電壓較高的情況，由于各種開關(guān)器件耐壓水平的限制，變流器輸出電壓不可能太高，因此通常采用變壓器接入方式。采用耦合變壓器接入電力系統(tǒng)的好處有：（1）可以靈活地改變逆變器的輸出電壓和電流，從而充分利用開關(guān)器件的電壓與電流容量。（2）可以提供絕緣隔離。變壓器的電氣與原副邊的絕緣隔離可以防止出現(xiàn)不必要的電氣連接，可以提高有源電力濾波器的可靠性，還可以防止電力系統(tǒng)中的各種干擾直接進(jìn)入到有源電力濾波器中。目前，有源濾波技術(shù)已在日本、美國(guó)等少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家得到應(yīng)用，有工業(yè)裝置投入運(yùn)行，；國(guó)內(nèi)對(duì)有源電力濾波器的研究尚處于起步階段?，F(xiàn)在有源電力濾波器在日本應(yīng)用越來(lái)越廣泛，1994年之前就有300多臺(tái)投入使用，下表是投入使用的有源電力濾波器的基本情況，包括使用目的、容量、使用的開關(guān)器件、應(yīng)用領(lǐng)域。從表中可以看出有源電力濾波器的使用目的有諧波補(bǔ)償、閃變補(bǔ)償以及電壓調(diào)節(jié)。（1）諧波補(bǔ)償圖16所示為一個(gè)辦公樓系統(tǒng)，安裝了一個(gè)容量為300KVA的有源電力濾波器，用來(lái)補(bǔ)償八臺(tái)自調(diào)速電機(jī)所產(chǎn)生的諧波電流。，%，%，補(bǔ)償效果明顯。（2）電壓調(diào)節(jié)圖18所示為日本鐵路公司安裝在Shintakatsuki變電站的三個(gè)容量分別為16MVA的并聯(lián)型有源電力濾波器，目的是補(bǔ)償一個(gè)154KV電力系統(tǒng)終端電壓跌落和電壓波動(dòng)。因?yàn)榕c不平衡的列車負(fù)載相連的變壓器會(huì)產(chǎn)生大量的負(fù)序電流和變化的無(wú)功功率，從而造成電壓跌落和電壓變化，嚴(yán)重影響與之接在同一系統(tǒng)中的其他裝置的運(yùn)行。%降到1%。在電力電子工程師和研究人員不斷的努力下，有源電力濾波技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，有源電力濾波器的價(jià)格也不斷降低，隨著人們對(duì)諧波污染認(rèn)識(shí)的不斷加深，有源電力濾波器的應(yīng)用前景是相當(dāng)光明的。展望有源濾波器定義有源濾波器 ：active power filter，APF 利用可關(guān)斷電力電子器件，產(chǎn)生與負(fù)荷電流中諧波分量大小相等、相位相反的電流來(lái)抵消諧波的濾波裝置。 有源電力濾波器（APF）是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，之所以稱為有源。基本概念顧名思義該裝置需要提供電源，其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)（傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償），實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功；三相電路瞬時(shí)無(wú)功功率理論是APF發(fā)展的主要基礎(chǔ)理論；APF有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，前者用的多；并聯(lián)有源濾波器主要是治理電流諧波，串聯(lián)有源濾波器主要是治理電壓諧波等引起的問題。有源濾波器同無(wú)源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時(shí)濾除多次及高次諧波，不會(huì)引起諧振，但是價(jià)位相對(duì)高有源電力濾波器，是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專用設(shè)備。它由指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個(gè)主要部分組成。指令電流運(yùn)算電路實(shí)時(shí)監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)IGBT或IPM功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消，主動(dòng)消除電力諧波。 技術(shù)優(yōu)勢(shì)　綠色化： %，比效率為95%的有源濾波器年節(jié)約電能約6, 500kwh，效率更高的拓?fù)湓鰪?qiáng)型控制算法，基于精確模型的熱設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化 。小型化：體積僅為同類主流品牌1/6，占用更少空間，活適應(yīng)不同的工況安裝創(chuàng)新，壁掛式或機(jī)架式安裝使用更少的原材料，保護(hù)環(huán)境。智能化 ：補(bǔ)償指定次數(shù)諧波可調(diào)感性、容性無(wú)功補(bǔ)償補(bǔ)償系統(tǒng)不平衡負(fù)載自動(dòng)檢測(cè)、抑制系統(tǒng)諧振全功能監(jiān)控系統(tǒng)。模塊化 ：N+1冗余，顯著提高系統(tǒng)可靠性流水線生產(chǎn) ， 更出色質(zhì)量保證減少系統(tǒng)單故障點(diǎn)靈活并聯(lián)，適應(yīng)不同工況 功能特性 　　同時(shí)濾除2~50次諧波，或選擇2~50次內(nèi)任意次數(shù)諧波進(jìn)行補(bǔ)償 響應(yīng)時(shí)間小于300μs 　　采用3DSP+CPLD全數(shù)字控制方式和國(guó)際知名品牌高速IGBT，閉環(huán)控制，精確濾除諧波 　　應(yīng)用四相線技術(shù)，消除中性線電流 　　自動(dòng)消除諧振，不受電網(wǎng)阻抗和系統(tǒng)阻抗變化影響 具有補(bǔ)償諧波；同時(shí)補(bǔ)償諧波和無(wú)功；同時(shí)補(bǔ)償諧波，無(wú)功和負(fù) 載三相電流不平衡三種工作模式 　　電子式過負(fù)荷保護(hù) 　　逆變器控制具備了機(jī)器快速的FPGA，功率數(shù)字信號(hào)處理功能 　　模塊化設(shè)計(jì)，易于擴(kuò)展 多機(jī)并聯(lián)集中監(jiān)控功能 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能 　　維護(hù)方便，在符合要求的工作環(huán)境下工作，非機(jī)器故障無(wú)需維護(hù) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)遵循的國(guó)內(nèi)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 　　EN 500913, EN 6100062, EN55011, EN 50178:1997, IEC 620403, IEC 50178:1997, AS 620403（VFI SS 111）, CISPR11 　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 　　GB/T1454993《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》 　　GB/T155431995 《電能質(zhì)量：三相電壓允許不平衡度》 　　GB/T159451995 《電能質(zhì)量：電力系統(tǒng)頻率允許偏差》 　　GB/T123262000 《電能質(zhì)量：電壓波動(dòng)和閃變》 　　GB/T123252003 《電能質(zhì)量：供電電壓允許偏差》 　　GB/T