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有源滤波器APF如何在冶金行业谐波治理中大展身手

冶金行业电能质量治理解决方案

1、利用SVG实现无功补偿

提高冶金行业供电可靠性和电能质量的传统做法是加设晶闸管投切电容

、晶闸管控制电抗器和磁控电抗器等无功补偿设备,并采用LC滤波器减小谐波畸变的影响,与传统的无功补偿装置相比,SVG能够实时动态补偿
，不会发生过补
，欠补

，可以稳定系统电压。

2

、 利用APF有源滤波器进行动态滤波

冶金行业负载中含有变频器和整流器

，变频器和整流器是典型的谐波源，会严重影响电力系统稳定性。针对冶金行业电网谐波现状,治理谐波及三相不平衡的解决方案是采用有源滤波技术,一般而言,有源滤波器(受控电流源)与一个产生谐波的负荷并联连接,该受控电流源产生与负荷的谐波电流大小相同相位相反的补偿电流,以此来消除负荷产生的谐波对配电网的影响
。

有源电力滤波器的概述

有源电力滤波器（APF：Active power filter）是一种用于动态抑制谐波
、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿
，之所以称为有源
，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离
，控制并主动输出电流的大小
、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿

，而且可以既补谐波又补无功和不平衡

。

APF主要采用FFT算法
，DFT算法以及三相电路瞬时无功功率理论算法；APF有并联型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。

有源滤波器同无源滤波器比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波
，不会引起谐振，但是价位相对高！实际应用安全系数很低，国际普遍做法是以变压器升压
，来保证可靠性，相关部门也要求以变压器升压的形式和有源滤波器结合，治理高压谐波
！

根据有源电力工程直流电储能元件的分类

根据有源电力滤波器主电路直流电侧储能元件的差异，可分为APF有源电力滤波器有：工作电压型APF和电流型APF

。工作电压型APF选用大电容器作为储能元件连接到变流器的直流电侧
，等效于电压源、电流型APF主要是在变流器的直流电侧连接一个电感器作为储能元件，相当于一个可控的电流源，以补偿非线性负载产生的谐波电流。工作电压电流APF具体框架图如下：

电流工作电压型有源电力滤波器

工作电压型APF优点是开关损耗少，过滤效果高，是绝大多数APF主电路结构
。电流型。APF立即导出谐波电流不仅可以补偿正常谐波，还可以补偿多次谐波和高次谐波，由于主电路开关设备的直接到达，不可能出现短路故障
，因此在稳定性和维护方面具有优势。

根据连接电网方法分类

根据电网接入方式的不同，有源电力滤波器主要分为并接型APF，串连型APF，复合型APF。