【正文】 控阻抗型 可控阻抗型 可控電流源型VI、 VQ 特性 決定于設(shè)備容量，基本與系統(tǒng)電壓無(wú)關(guān) 諧波 諧波含量高，需采取多脈沖結(jié)構(gòu)、順序控制或?yàn)V波器方式抑制諧波諧波含量低，需要避免 LC 諧振諧波主要決定于 TCR的結(jié)構(gòu)和容量，可能需要抑制諧波多脈沖或多電平方式下諧波含量很低理論最大響應(yīng)延時(shí)（傳輸遲延）半個(gè)周波 一個(gè)周波 一個(gè)周波 很小，可以忽略電壓暫態(tài)特性 差，在階躍擾動(dòng)下 FC會(huì)引起過(guò)電壓一般，可在暫態(tài)過(guò)程中斷開(kāi)TSC 避免過(guò)電壓一般，可在暫態(tài)過(guò)程中斷開(kāi)TSC 避免過(guò)電壓可阻尼電壓振蕩造價(jià)(RMB/kVar)200300 200300 200300 300500 靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置 n 有源電力濾波器的基本原理 有源電力濾波器是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波，補(bǔ)償無(wú)功功率的新型電力電子裝置，它能對(duì)大小和頻率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。 電力有源濾波器的基本工作原理是，檢測(cè)補(bǔ)償對(duì)象的電壓和電流，得出補(bǔ)償電流指令信號(hào)，電流發(fā)生源根據(jù)該信號(hào)產(chǎn)生補(bǔ)償電流，補(bǔ)償電流和負(fù)載電流中需補(bǔ)償?shù)闹C波電流和無(wú)功電流抵消，最終得到期望的電源電流。 167。4 無(wú)功補(bǔ)償 有源電力濾波器有源電力濾波器電力有源濾波器有以下特點(diǎn)：1. 現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，響應(yīng)速度極快；2. 可同時(shí)對(duì)諧波和無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，且補(bǔ)償無(wú)功的大小可以連續(xù)調(diào)節(jié)；3. 所需的儲(chǔ)能元件容量小；4. 可以對(duì)大電流負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償，無(wú)過(guò)載問(wèn)題。5. 受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振。6. 能跟蹤電網(wǎng)頻率變化，補(bǔ)償性能不收電網(wǎng)頻率變化的影響。7. 既可對(duì)一個(gè)諧波和無(wú)功源單獨(dú)補(bǔ)償，也可對(duì)多個(gè)諧波和無(wú)功源集中補(bǔ)償。 有源電力濾波器有源電力濾波器 根據(jù)與補(bǔ)償對(duì)象連接的方式，以及是否與無(wú)源電力濾波器混合使用， APF可分為三種基本類(lèi)型：并聯(lián)型、串聯(lián)型和混合型。 有源電力濾波器有源電力濾波器 不同類(lèi)型的 APF適合于不同的補(bǔ)償對(duì)象。串聯(lián)型 APF適合補(bǔ)償電壓型諧波源負(fù)載（即直流側(cè)含有大電容濾波的整流電路）。并聯(lián)型和混合型 APF適合補(bǔ)償電流型諧波源負(fù)載(即直流側(cè)含有大電感濾波的整流電路 )。n 并聯(lián)型、串聯(lián)型和混合型有源濾波器n 諧波電流檢測(cè) 有源電力濾波器有源電力濾波器1 基于基于 Fryze 功率定義的檢測(cè)方法功率定義的檢測(cè)方法 其原理是將負(fù)荷電流分解為與電壓波形一致的分量其原理是將負(fù)荷電流分解為與電壓波形一致的分量 , 將其余分量作將其余分量作為廣義無(wú)功電流為廣義無(wú)功電流 (包括諧波電流包括諧波電流 )。它的缺點(diǎn)是。它的缺點(diǎn)是 : 因?yàn)橐驗(yàn)?Fryze 功率定義是功率定義是建立在平均功率基礎(chǔ)上的建立在平均功率基礎(chǔ)上的 , 所以要求得瞬時(shí)有功電流需要進(jìn)行一個(gè)周期所以要求得瞬時(shí)有功電流需要進(jìn)行一個(gè)周期的積分的積分 , 再加其它運(yùn)算電路再加其它運(yùn)算電路 , 要有幾個(gè)周期延時(shí)。因此要有幾個(gè)周期延時(shí)。因此 , 用這種方法求用這種方法求得的得的 ““ 瞬時(shí)有功電流瞬時(shí)有功電流 ”” 實(shí)際是幾個(gè)周期前的電流值。實(shí)際是幾個(gè)周期前的電流值。2 用模擬帶帶通濾波器撿測(cè)的方法用模擬帶帶通濾波器撿測(cè)的方法 用模擬帶通濾波器用模擬帶通濾波器 (或陷波器或陷波器 ) 檢測(cè)負(fù)載電流。從檢測(cè)到的信號(hào)中濾檢測(cè)負(fù)載電流。從檢測(cè)到的信號(hào)中濾除基波信號(hào)，就可以得到所需補(bǔ)償?shù)闹C波，通?？刹捎脦V波器實(shí)現(xiàn)除基波信號(hào)，就可以得到所需補(bǔ)償?shù)闹C波，通?？刹捎脦V波器實(shí)現(xiàn)，即采用帶通濾波器得出基波分量，再與被檢測(cè)電流相減得到諧波分，即采用帶通濾波器得出基波分量，再與被檢測(cè)電流相減得到諧波分量。量。 由于濾波器中心頻率固定由于濾波器中心頻率固定 , 當(dāng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)時(shí)當(dāng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)時(shí) ,濾波效果會(huì)大大下濾波效果會(huì)大大下降。此外濾波器的中心頻率對(duì)元件參數(shù)十分敏感降。此外濾波器的中心頻率對(duì)元件參數(shù)十分敏感 , 這樣要使濾波器得到這樣要使濾波器得到理想的幅頻特性和相頻特性是很困難的理想的幅頻特性和相頻特性是很困難的 , 并且這種方法也不能同時(shí)分離并且這種方法也不能同時(shí)分離出無(wú)功電流和諧波電流。這種方法現(xiàn)在已極少采用。出無(wú)功電流和諧波電流。這種方法現(xiàn)在已極少采用。 n 諧波電流檢測(cè) 有源電力濾波器有源電力濾波器3 基于頻域分析的基于頻域分析的 FFT 檢測(cè)法檢測(cè)法 該方法通過(guò)該方法通過(guò) FFT將檢測(cè)到的一個(gè)周期的諧波信號(hào)進(jìn)行將檢測(cè)到的一個(gè)周期的諧波信號(hào)進(jìn)行分解，得各次諧波的幅值和相位系數(shù)，將擬抵消的諧波分解，得各次諧波的幅值和相位系數(shù)，將擬抵消的諧波分量通過(guò)帶通濾波器或傅里葉變換器得出所需的誤差信分量通過(guò)帶通濾波器或傅里葉變換器得出所需的誤差信號(hào)，再將各誤差信號(hào)進(jìn)行號(hào)，再將各誤差信號(hào)進(jìn)行 FFT變換，即可得補(bǔ)償信號(hào)。這變換，即可得補(bǔ)償信號(hào)。這種方法可以任意選擇擬消除的諧波次數(shù)，但是需進(jìn)行兩種方法可以任意選擇擬消除的諧波次數(shù)，但是需進(jìn)行兩次次 FFT 變換，具有較長(zhǎng)的時(shí)間延遲，瞬時(shí)性誤差較大變換，具有較長(zhǎng)的時(shí)間延遲，瞬時(shí)性誤差較大 , 實(shí)時(shí)性較差。且電壓畸變將帶來(lái)較大的非同步采樣誤差實(shí)時(shí)性較差。且電壓畸變將帶來(lái)較大的非同步采樣誤差 , 特別是對(duì)高次諧波的檢測(cè)精度影響較大。特別是對(duì)高次諧波的檢測(cè)精度影響較大。n 諧波電流檢測(cè) 瞬時(shí)無(wú)功功率法的原理是將三相靜止系統(tǒng)變換為兩相靜止 系統(tǒng)4 基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的畸變電流瞬時(shí)檢測(cè)方法變換矩陣為： 有源電力濾波器有源電力濾波器n 諧波電流檢測(cè) 將兩相電壓電流合成為瞬時(shí)電壓、電流矢量，如下圖所示： 三相系統(tǒng)中瞬時(shí)有功功率和無(wú)功功率分別為： 其中： 為基波瞬時(shí)有功， 諧波瞬時(shí)有功 為基波瞬時(shí)無(wú)功， 諧波瞬時(shí)無(wú)功 有源電力濾波器有源電力濾波器n 諧波電流檢測(cè) 由上式可解得： 其中： 為 相的基波瞬時(shí)有功電流 為 相的諧波瞬時(shí)有功電流 為 相的基波瞬時(shí)無(wú)功電流 為 相的諧波瞬時(shí)無(wú)功電流同理，對(duì) 相有： 這樣，通過(guò)變換，可以把無(wú)功和有功功率的基波濾掉，將瞬時(shí)的諧波電流分離出來(lái)，作為補(bǔ)償電流指令信號(hào)控制電流發(fā)生器發(fā)出補(bǔ)償電流。 有源電力濾波器有源電力濾波器n 諧波電流檢測(cè) 有源電力濾波器有源電力濾波器5 基于基于 DFT的瞬時(shí)諧波檢測(cè)方法的瞬時(shí)諧波檢測(cè)方法 進(jìn)一步考察基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的一系列算法，不難發(fā)現(xiàn)其進(jìn)一步考察基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的一系列算法，不難發(fā)現(xiàn)其實(shí)質(zhì)是把待測(cè)的三相、單相瞬時(shí)電流、電壓經(jīng)線性變換后相乘，使實(shí)質(zhì)是把待測(cè)的三相、單相瞬時(shí)電流、電壓經(jīng)線性變換后相乘，使基波電流對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)功率或有功（無(wú)功）電流為一直流分量，以便基波電流對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)功率或有功（無(wú)功）電流為一直流分量，以便分離。而將交流對(duì)應(yīng)成直流分量的原因卻是多數(shù)濾波器在直流處的分離。而將交流對(duì)應(yīng)成直流分量的原因卻是多數(shù)濾波器在直流處的無(wú)相位延時(shí)?；跓o(wú)相位延時(shí)?；?DFT的瞬時(shí)諧波檢測(cè)方法就是設(shè)計(jì)出一種濾波器的瞬時(shí)諧波檢測(cè)方法就是設(shè)計(jì)出一種濾波器，在基頻處的幅值無(wú)衰減，相位無(wú)延時(shí)，其他各次諧波均濾掉，這，在基頻處的幅值無(wú)衰減，相位無(wú)延時(shí)，其他各次諧波均濾掉，這樣就不存在檢測(cè)精度和實(shí)時(shí)性的矛盾了。樣就不存在檢測(cè)精度和實(shí)時(shí)性的矛盾了。 6 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方法基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方法 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) ANN（（ Artificial Neural Network）已經(jīng)廣泛應(yīng)）已經(jīng)廣泛應(yīng)用于模式識(shí)別、信號(hào)處理、智能控制等許多領(lǐng)域。近年來(lái)，人們又用于模式識(shí)別、信號(hào)處理、智能控制等許多領(lǐng)域。近年來(lái)，人們又將將 ANN應(yīng)用于諧波檢測(cè)。提出了一種應(yīng)用神經(jīng)元的自適應(yīng)諧波電流應(yīng)用于諧波檢測(cè)。提出了一種應(yīng)用神經(jīng)元的自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方法。檢測(cè)方法。 n 電流源并聯(lián)型有源電力濾波器 電流型有源電力濾波器如下圖所示，負(fù)載為帶阻感負(fù)載運(yùn)行的三相整流電路，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量諧波電流。 在有源濾波器電橋的直流側(cè)由電抗器保持穩(wěn)定的直流電流。根據(jù)檢測(cè)的電流和電壓信號(hào)由控制電路給出補(bǔ)償電流的整定值，在電橋的交流側(cè)用PWM的方法向系統(tǒng)輸出補(bǔ)償電流的目標(biāo)值。 有源電力濾波器有源電力濾波器 設(shè)負(fù)載電流 iL為方波電流，其中所包含的諧波分量為 iLh 。 APF產(chǎn)生的電流 iC 如果與 iLh 大小相等、相位相反，則兩者相互抵消 , 最終的系統(tǒng)電流 iS為不含諧波的正弦電流。除了補(bǔ)償負(fù)載電流中的諧波分量之外， APF還可以補(bǔ)償負(fù)載電流中所含的無(wú)功電流，使得電源電流與系統(tǒng)電壓同相位，達(dá)到功率因素為 1的目的。 有源電力濾波器有源電力濾波器n 電壓源并聯(lián)型有源濾波器n 電壓源串連型有源電力濾波器 下圖所示是電壓型有源電力濾波器，負(fù)載為電容濾波的整流電路，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生諧波電壓，采用電壓型有源電力濾波器，其主要工作原理同電流型有源電力濾波器相似。 有源電力濾波器有源電力濾波器 有源電力濾波器有源電力濾波器 APF通過(guò)電流互感器串聯(lián)在電源與負(fù)載之間。設(shè)電源電流 is 中包含諧波分量為 ish ， APF產(chǎn)生一個(gè)諧波電壓 uc=K ish ，其中 K為常數(shù)。因此， APF對(duì)諧波而言，等效于阻值為 K的電阻，而對(duì)基波來(lái)說(shuō)，阻值 K為零。當(dāng) K 時(shí)， ish= 0, 電源電流不含諧波成分成為正弦電流，最終完成諧波補(bǔ)償。 n 串聯(lián)型有源濾波器n 電流型有源電力濾波器和電壓型有源電力濾波器的比較 從電路的構(gòu)成看，單獨(dú)使用的電流型有源電力濾波器與單獨(dú)使用的電壓型有源電力濾波器是對(duì)偶的關(guān)系。它們的一些特點(diǎn)正好也是互相對(duì)應(yīng)的。兩者的對(duì)比如下表所示 項(xiàng) 目 電壓 型有源 電 力 濾 波器 電 流型有源 電 力 濾 波器系 統(tǒng) 構(gòu)成基本原理 作 為電壓 源工作 作 為電 流源工作適用 場(chǎng) 合 適用于具有 電壓 源性 質(zhì) 的 諧 波源，如 電 容 濾 波型整流 電 路適用于具有 電 流源性 質(zhì) 的 諧 波源，如 帶 阻感 負(fù)載 的整流 電 路工作條件 ZL小 ZL大補(bǔ)償 特性 對(duì) 于 電壓 源性 質(zhì) 的 諧 波源， 補(bǔ)償 特性不受 ZS的影響； 對(duì) 于 電 流源性 質(zhì) 的 諧 波源， 補(bǔ)償 的特性受ZS影響對(duì) 于 電 流源性 質(zhì) 的 諧 波源， 補(bǔ)償特性不受 ZS的影響；在 ZL小的 場(chǎng) 合， 補(bǔ)償 的特性受 ZL影響 有源電力濾波器有源電力濾波器 在補(bǔ)償大容量的諧波源時(shí)，需要大容量的 APF，這無(wú)疑會(huì)加大裝置的成本。如果將較小容量的 APF與較大容量的無(wú)源電力濾波器混合使用，諧波抑制主要由無(wú)源電力濾波器完成，而APF只起改善補(bǔ)償特性的作用，則會(huì)使裝置成本降低。 APF與無(wú)源電力濾波器混合使用，即構(gòu)成了混合型 APF。如果在實(shí)際電網(wǎng)中已裝設(shè)了傳統(tǒng)的無(wú)源濾波器，則混合型 APF無(wú)疑是首選的類(lèi)型。 有源電力濾波器有源電力濾波器n 混合型有源濾波器 有源電力濾波器有源電力濾波器 并聯(lián)混合型 APF 串聯(lián)型混合型 APF n 混合型有源濾波器n 小結(jié)： 本節(jié)按照基波無(wú)功功率補(bǔ)償和各次諧波無(wú)功功率補(bǔ)償兩個(gè)方面介紹了靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置和有源電力濾波器（ APF），前者包括晶閘管投切電容（ TSC）、晶閘管控制 /投切電感（ TCR/TSR）、幾種組合式 SVC和重點(diǎn)介紹的靜止同步補(bǔ)償器STATCOM（ SVG）；后者包括電流型和電壓型有源電力濾波器，并簡(jiǎn)要介紹了有源電力濾波器的基本原理和諧波電流的幾種檢測(cè)方法。 APF作為消除電力公害、改善供電質(zhì)量的有力工具，在美國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到了日益廣泛的應(yīng)用。特別是在日本， APF已經(jīng)達(dá)到普及應(yīng)用階段。電網(wǎng)中的諧波源性質(zhì)不盡相同，為了更好地達(dá)到抑制電網(wǎng)諧波源的效果，對(duì)不同的諧波源負(fù)載應(yīng)該采用相應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)充當(dāng) APF的主電路?？傊蛽p耗、低價(jià)格及大功率、高頻率的 APF是其發(fā)展方向。 有源電力濾波器有源電力濾波器謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH