目前负载端(比如厂房里的机器,日常用的电器等等)运行中都会生成高次谐波进而反馈到电网中,使得电网的电能质量下降,而在负载端和电网的中间加上一个滤波器,使得高次谐波在反馈给电网之前就被滤除的话,电网的波形就可以在很大程度上避免受到污染。86364
现今,在电力系统中对谐波的抑制和减少主要是从两个方面举行研究分析的:第一个方面是对谐波源装置本身下手。在这些个装备设计之初就进行考虑设计抑制或减少谐波的方法,进而增加谐波控制环节,来减少谐波进入电网的量,在谐波源源头处采用一些措施能够大大减少电网的谐波。然而因为现代电力系统过于庞大,而且其中电力半导体组件的开关工作方式也会加重谐波的污染,完全消除电网中的谐波是不现实的。因而,谐波治理的第二个重要方面就是对系统中产生的谐波进行滤波和补偿方法策略的研究。
然而目前所采取的措施基本上是对负载侧的电流进行检测,而且是通过控制电流来补偿负载电流中的谐波部分,间接地对电网侧谐波治理,事实上普通的检测环节存在误差,效果不是很好。论文网
电力系统中APF的原理其实早就被人们所知晓, 1976年Gyugyi就已经提出了有源滤波器的观念。APF的主电路按照储能元件的差别可以分成电压型和电流型两种,因为成本和装置大小等的因素,在现实的使用中大部分运用的是电压型,据有关调查,两者在实际应用中的比例是93。5%和6。5%。
APF的主电路和普通的电压源逆变器电路相同,除了进行电能调换所需要的由开关器件(即开关和反并二极管组成的组合开关)的开关阵之外,为了能够与交流侧互换能量来补偿,直流侧就要接有储能元件。储能元件既可以是直流电感L,也可以是直流电容C。因此,APF的主电路就可以分成为,直流侧电感式电流性质的和直流侧电容式的电压性质的两种电路类型。所需容量则凭据滤波器要补偿的高次谐波频率和幅度来确定。而因为补偿中包含的高次谐波有功分量,交流电源和储能环节中就有相当于复功率的实时有功能量的变换,因而从理论上讲,电感中电流和电容上电压的波动是消除不了的。这就提出了两个问题:第一个问题是电感或电容的容量需要由电流和电压波动的额定值来决定;另一个问题是上述电流和电压的控制方法不能采用瞬时值的控制方法,否则就达不到高次谐波的补偿效果。但是基于直流侧电压基本恒定的这一点是所有逆变器电路工作的基本条件,因此可以采用的方法是平均值的控制方法。
APF凭借其与被补偿的器件接通方法的差异可以分成并串联型两种。这里并联型的补偿效益就能以一个电流源来进行描述;而串联型的就可以看成是在线路中串入了一个补偿性质的电压源。
那么从结构上讲,APF的控制系统是由两个大部分组成的,分别是指令电流运算电路与补偿电流产生电路。前者的主要功效是从补偿对象的电流中提取出所要补偿的谐波和无功等分量,等于是谐波检测电路。而后者作用即为根据前者所获取到的补偿电流的参考数据来结构必要补偿的电流。
事实上,补偿器的特征性能是由负荷电流中对谐波举行提取所需要的算法来决定的,也就是说,APF的有用性依赖于所反映欲补偿的谐波参考数据的确切度。那么,如此看来,APF控制的核心就是要寻觅一种算法,其能够从负荷电流中准确地提取出需要补偿的谐波分量相应数据,进而为控制提帮助。