有源電力濾波器(Active Power Filter,簡稱APF)是一種用于動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置,它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償。
之所以稱為有源,顧名思義該裝置需要提供電源(用以補償主電路的諧波),其應用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補償方法的缺點(傳統(tǒng)的只能固定補償),實現(xiàn)了動態(tài)跟蹤補償,而且可以既補諧波又補無功;三相電路瞬時無功功率理論是APF發(fā)展的主要基礎理論;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。有源濾波器同無源濾波器比較,治理效果好,主要可以同時濾除多次及高次諧波,不會引起諧振,但是價位相對高!
無源濾波器,又稱LC濾波器,是利用電感、電容和電阻的組合設計構成的濾波電路,可濾除某一次或多次諧波,最普通易于采用的無源濾波器結構是將電感與電容串聯(lián),可對主要次諧波(3、5、7)構成低阻抗旁路,使諧波流入到濾波裝置中。單調諧濾波器、雙調諧濾波器、高通濾波器都屬于無源濾波器。
無源濾波器具有結構簡單、成本低廉、運行可靠性較高、運行費用較低等優(yōu)點,至今仍是被廣泛應用諧波治理方法。
有源濾波器和無源濾波器的主要區(qū)別在于:
1.成本價格:有源濾波器價格較高,無源濾波器相對便宜。
2.原理構成:有源濾波器主要是通過晶閘管控制,當有諧波產生時會產生大小相等,方向相反的電流來抵消諧波電流;無源濾波器則是通過電容+電抗的組合LC回路對諧波產生低阻抗,讓諧波電流流入到濾波裝置中。
3.濾波效果:有源濾波器能夠實現(xiàn)動態(tài)濾波,自動跟蹤補償電網中變化的諧波電流,具有高度可控性和快速響應性,補償性能不受電網頻率波動影響,濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響,可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險。先進的算法使得本設備能夠在100us時間內計算出下一個開關頻率的輸出,故而響應速度不超過100us,對于變化較為頻繁的諧波能夠實行快速的補償;而無源濾波器則由于結構簡單,無法達到實時快速動態(tài)的效果,濾波效果比有源濾波器有一定差距。
4.應用范圍:有源濾波器由于成本較高,多用于容量較小的需求,比如像醫(yī)療行業(yè),精密儀器設備、實驗室、通訊行業(yè)、商場、樓宇等行業(yè);無源濾波器則多用于容量需求較大的行業(yè)。如鋼廠、風電、電氣化鐵道及城市軌道交通行業(yè)、石化和天然氣行業(yè)、鋼鐵與冶金行業(yè)、 礦山、造船業(yè)等各行業(yè)。
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