有源電力濾波器應(yīng)用實(shí) 例分析
有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）能對幅值和頻率都變化的諧波以及變化的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。與無源電力濾波器相比，APF具有高度可控性和快速響應(yīng)特性，并能跟蹤補(bǔ)償各次諧波，自動產(chǎn)生所需要的變化的無功功率，其特性不受系統(tǒng)影響，無諧波放大的危險(xiǎn)，相對體積小、重量輕等突出優(yōu)點(diǎn)。
四川大學(xué)在多年跟蹤研究有源電力濾波技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多次研制和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，成功地研制了三相四線制、三相三線制、單相并聯(lián)型有源電力濾波器，投入試運(yùn)行，運(yùn)行效果良好。
1 有源電力濾波器的主要技術(shù)參數(shù)
1）電網(wǎng)參數(shù)三相三線或三相四線，380（1±10%）V，50（1±2%）Hz；
2）額定補(bǔ)償容量16~789 kV·A；
3）額定補(bǔ)償電流25～1 200 A；
4）諧波電流補(bǔ)償前THDi≤50%時(shí)，補(bǔ)償后THDi≤5%，補(bǔ)償前THDi＞50%時(shí)，可補(bǔ)償總畸變THDi的90%以上；諧波次數(shù)n=2~21；
5）諧波電壓THDi≤5%，諧波次數(shù)n=2~21；
6）功率因數(shù)cos漬≥0.95；
7）響應(yīng)速度約10 kHz；
8）過載能力不存在過載問題，當(dāng)系統(tǒng)中諧波較大時(shí)仍可繼續(xù)工作；
9）適應(yīng)能力當(dāng)系統(tǒng)阻抗與頻率發(fā)生波動時(shí)，不會影響補(bǔ)償效果；
10）阻尼作用不會產(chǎn)生諧振或諧波放大，且對外電路振蕩具有阻尼作用。
2 有源電力濾波器的主要性能
1）在整流器帶阻感負(fù)載的情況下，負(fù)載電流畸變率較小（THDi≤50%），APF 能夠?qū)υ摋l件下負(fù)載電流進(jìn)行補(bǔ)償，電網(wǎng)電流畸變率可下降到5%以下。
2）在整流器帶阻容負(fù)載的情況下，負(fù)載電流畸變率較大（THDi＞50%），對APF輸出電流能力要求較高，APF能夠?qū)υ摋l件下負(fù)載電流進(jìn)行補(bǔ)償，電網(wǎng)電流畸變率可補(bǔ)償90%以上。
3）在整流負(fù)載加一般感性負(fù)載的情況下，負(fù)載電流與電網(wǎng)電壓相位不一致且有畸變，存在無功電流分量和諧波，APF能對無功電流和諧波進(jìn)行補(bǔ)償且補(bǔ)償效果良好，電網(wǎng)功率因數(shù)可補(bǔ)償?shù)浇咏?。
4）當(dāng)參考補(bǔ)償電流超過APF設(shè)計(jì)最大工作電流時(shí)，由于APF 有限流功能，APF 仍能繼續(xù)工作，不會出現(xiàn)過載，但這時(shí)負(fù)載電流將不能得到完全補(bǔ)償。
5）在有相間單相負(fù)載等存在造成三相不對稱時(shí)，APF 能對三相不對稱進(jìn)行補(bǔ)償，使電網(wǎng)電流變?yōu)槿鄬ΨQ。
6）APF具有軟起動的功能，起動時(shí)不會產(chǎn)生很大的沖擊電流；對于斷續(xù)工作的非線性負(fù)載，APF能對斷續(xù)非正弦負(fù)載電流進(jìn)行補(bǔ)償，且重起動過程平穩(wěn)。
該有源電力濾波器可以在各種不同負(fù)載條件下穩(wěn)定運(yùn)行，直流側(cè)電壓平穩(wěn)，輸出電流跟蹤準(zhǔn)確，補(bǔ)償效果良好，工作時(shí)的噪聲小。
3 有源電力濾波器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
四川大學(xué)在多年跟蹤研究有源電力濾波技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多次研制和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，成功地研制了三相四線制、三相三線制、單相并聯(lián)型有源電力濾波器，投入試運(yùn)行，運(yùn)行效果良好。
1 有源電力濾波器的主要技術(shù)參數(shù)
1）電網(wǎng)參數(shù)三相三線或三相四線，380（1±10%）V，50（1±2%）Hz；
2）額定補(bǔ)償容量16~789 kV·A；
3）額定補(bǔ)償電流25～1 200 A；
4）諧波電流補(bǔ)償前THDi≤50%時(shí)，補(bǔ)償后THDi≤5%，補(bǔ)償前THDi＞50%時(shí)，可補(bǔ)償總畸變THDi的90%以上；諧波次數(shù)n=2~21；
5）諧波電壓THDi≤5%，諧波次數(shù)n=2~21；
6）功率因數(shù)cos漬≥0.95；
7）響應(yīng)速度約10 kHz；
8）過載能力不存在過載問題，當(dāng)系統(tǒng)中諧波較大時(shí)仍可繼續(xù)工作；
9）適應(yīng)能力當(dāng)系統(tǒng)阻抗與頻率發(fā)生波動時(shí)，不會影響補(bǔ)償效果；
10）阻尼作用不會產(chǎn)生諧振或諧波放大，且對外電路振蕩具有阻尼作用。
2 有源電力濾波器的主要性能
1）在整流器帶阻感負(fù)載的情況下，負(fù)載電流畸變率較小（THDi≤50%），APF 能夠?qū)υ摋l件下負(fù)載電流進(jìn)行補(bǔ)償，電網(wǎng)電流畸變率可下降到5%以下。
2）在整流器帶阻容負(fù)載的情況下，負(fù)載電流畸變率較大（THDi＞50%），對APF輸出電流能力要求較高，APF能夠?qū)υ摋l件下負(fù)載電流進(jìn)行補(bǔ)償，電網(wǎng)電流畸變率可補(bǔ)償90%以上。
3）在整流負(fù)載加一般感性負(fù)載的情況下，負(fù)載電流與電網(wǎng)電壓相位不一致且有畸變，存在無功電流分量和諧波，APF能對無功電流和諧波進(jìn)行補(bǔ)償且補(bǔ)償效果良好，電網(wǎng)功率因數(shù)可補(bǔ)償?shù)浇咏?。
4）當(dāng)參考補(bǔ)償電流超過APF設(shè)計(jì)最大工作電流時(shí)，由于APF 有限流功能，APF 仍能繼續(xù)工作，不會出現(xiàn)過載，但這時(shí)負(fù)載電流將不能得到完全補(bǔ)償。
5）在有相間單相負(fù)載等存在造成三相不對稱時(shí)，APF 能對三相不對稱進(jìn)行補(bǔ)償，使電網(wǎng)電流變?yōu)槿鄬ΨQ。
6）APF具有軟起動的功能，起動時(shí)不會產(chǎn)生很大的沖擊電流；對于斷續(xù)工作的非線性負(fù)載，APF能對斷續(xù)非正弦負(fù)載電流進(jìn)行補(bǔ)償，且重起動過程平穩(wěn)。
該有源電力濾波器可以在各種不同負(fù)載條件下穩(wěn)定運(yùn)行，直流側(cè)電壓平穩(wěn)，輸出電流跟蹤準(zhǔn)確，補(bǔ)償效果良好，工作時(shí)的噪聲小。
3 有源電力濾波器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
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