有源電力濾波器原理圖

有源電力濾波器是一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，能對動態諧波和頻率、無功進行動態補償，其應用可克服LC濾波器等傳統的諧波抑制和無功補償方法的缺點。

有源電力濾波器的基本原理如圖所示：

檢測補償對象的電壓和電流，經指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號，該信號經補償電流發生電路放大，得出補償電流，補償電流與負載電流中要補償的諧波及無功等電流抵消，最終得到期望的電網電流。

有源電力濾波器基本原理詳解

有源電力濾波器的輸出補償電流是根據系統的諧波量動態變化的，因此不會出現過補償的問題。另外有源電力濾波器的內部應具備過載保護功能，當系統的諸波量大于濾波器容量時，有源電力濾波器可以自動限制在100%額定容量輸出，不會發生濾波器過載。同時，有源電力濾波器的無功補償電流是根據系統無功量需求動態變化的，不會出現過補償，柔性的無功補償 也不會產生涌流沖擊。

1、有源電力濾波器的主電路一般由PW逆變器構成。根據逆變器直流側儲能元件的不同，可分為電壓型有源濾波器（儲能元件為電容）和電流型有源濾波器（儲能元件為電感）。

電壓型有源濾波器在工作時需對直流側電容電壓控制，使直流側電壓維持不變，因而逆變器交流側輸出為PWM電壓波。而電流型有源濾波器在工作時需對直流側電感電流進行控制，使直流側電流維持不變，因而逆變器交流側輸出為PWM電流波。電壓型有源濾波器的優點是損耗較少，效率高，是目前國內外絕大多數有源濾波器采用的主電路結構。電流型有源濾波器由于電流側電感上始終有電流流過，該電流在電感內阻上將產生較大損耗，所以目前較少采用。

2、電力系統諧波源分為兩類，即電流型諧波源和電壓型諧波源。因為理想的電流源的內阻為無窮大，因此對于理想的電流型諧波源采用串聯補償的方式不能濾除諧波，不能阻止諧波電流注入到電力系統中;對于并聯型諧波源只能采取并聯諧波進行分流，才能對注入到電力系統中的諧波進行抑制。而理想的電壓源內阻為零，因此對于理想的電壓型諧波源只能采用串聯有源濾波器才能補償諧波電壓，防止諧波電壓加入到系統中。

而電力系統中不存在理想的電流型諧波源和電壓型諧波源。因此理論上，無論是采用并聯型濾波還是串聯型濾波都可以濾除諸波。如果諧波是從系統側來的，則諧波更多的是電壓源性質，應采取串聯濾波;而如果諧波是用戶自己非線性負載產生的，則基本上是屬于電流型性質，應采取并聯濾波。

有源電力濾波器功能

1、濾除電流諧波

可以高效的濾除負荷電流中2~25次的各次諧波，從而使得配電網清潔高效，滿足國標對配電網諧波的要求。該產品真正做到自適應跟蹤補償，可以自動識別負荷整體變化及負荷諧波含量的變化而迅速跟蹤補償，80us響應負荷變化，20ms實現完全跟蹤補償。

2、改善系統不平衡狀況

可完全消除因諧波引起的系統不平衡，在設備容量許可的情況下，可根據用戶設定補償系統基波負序和零序不平衡分量并適度補償無功功率。在確保濾除諧波功能的基礎上有效改善系統不平衡狀況。

3、抑制電網諧振

不會與電網發生諧振，而且在其容量許可范圍內還可以有效抑制電網自身的諧振。這是無源濾波裝置無法做到的。

4、多種保護功能

具備過流、過壓、欠壓、溫度過高、測量電路故障、雷擊等多種保護功能，以確保裝置和電力系統安全運行，并可在負荷較輕時自動退出運行，充分考慮運行的經濟性。

5、全數字式操作

具備友好的人機接口，使得操作簡便，易于使用和維護。

6、可擴展性

在現有的基礎上還可以根據市場需求進行功能擴展，比如可以擴展帶液晶顯示的監測、控制臺，便于工作人員實地查看裝置運行情況；在通訊網絡暢通的情況下，還可以應用GPRS無線通訊技術，擴展為遠程監測甚至遠程控制。