一种单相电力滤波器电路结构的设计.pdfVIP

第28卷第6期 云南师范大学学报 V01．28No．6 2008年 11月 JournalofYunnanNormalUniversity NOV．2o08 一 种单相电力滤波器电路结构的设计 徐水源 乔清合 (1．黄石理工学院数理学院；湖北 黄石 435003； 2．黄石机电职业技术学院；湖北 黄石435003) 摘 要： 提出了一种单相并联混合型有源电力滤波器电路结构。该电路由有源滤波器与基波串联谐 振支路并联再与无源滤波电路串联构成 ，用于抑制非线性整流负载产生的谐波电流流入电源侧。在该 电路中，无源滤波器分担大部分抑制谐波和无功补偿的任务，减少了有源滤波器的容量 ；有源电力滤波 器用于改善无源滤波器的滤波效果和抑制它与系统阻抗可能发生的谐振。理论分析和实验结果表明， 该混合型有源滤波器充分发挥了无源滤波器和有源滤波器各 自的优点，改善了无源滤波器的滤波性能， 同时使有源滤波器不再承受基波电压，因此最大限度地减少了有源滤波器的容量，从而使有源电力滤波 器能够应用于大功率场合。 关 键 词： 混合型有源电力滤波器；无源滤波器；基波串联谐振；无功补偿；谐波；电力电子技术 中图分类号：TM71l 文献标识码 A 文章编号： 1007—9793(2008)06—0030—06 近年来谐波污染是电能质量中较为突出的问 站通常希望在滤除谐波的同时进行无功功率补 题，对其进行有效治理对电力系统和电力用户具有 偿，这时采用并联型APF与 PF串联的结构将在 重要意义。对于高电压、大容量谐波源，国内外 目 变压器 的耦合作用下，使基波无功电流流过 前主要采用LC无源滤波器(PowerFilter，PF)进行 APF 。这样就增大了APF的容量，同时也必 补偿，尽管它具有初期投资小、结构简单等优点，但 然增加变流器实现的技术难度和成本，从而限制 其滤波性能对系统阻抗、频率等参数变化极其敏 了APF在大型变电站的应用。串联型APF与PF 感，难以达到预期的滤波效果。有源 电力滤波器 并联的结构中，谐波基本由PF补偿，APF可视为 (ActivePowerFilter，APF)¨虽能克服PF存在的 一 个可变阻抗，对基波的阻抗为0，对谐波呈现高 缺陷，但其安装容量受开关器件水平的限制。将 阻抗，阻止谐波电流流人电网而流入PF中，同时 PF和APF相结合构成的混合型有源电力滤波器 可抑制电网与PF可能发生的谐振，改善了PF的 (HybridActivePowerFilter，HAPF) 可弥补两 滤波特性，但该结构不易安装。 者的不足，有助于减少谐波补偿系统的初期投资， 本文在文献… 的基础上提出一种 HAPF的 提高性价比，达到APF实用化及抑制谐波的目的。 拓扑结构，即将APF通过与基波串联谐振支路并 HAPF常见的结构形式有 3种 J：并联型 联的方式与PF串联，在该结构中PF承担了大部 APF与PF并联、APF与并联的PF串联、串联型 分抑制谐波和无功补偿 的任务，APF只承受很小 APF与PF并联。并联型APF与PF并联的结构 的基波电压和谐波电流，因此能显著降低APF的 中APF将补偿 PF作用后残余的谐波电流，由于 容量，从而使APF能够应用于大功率场合。 PF可滤除大部分谐波，因此所需的APF容量较 小；但在这种结构中电源与APF及APF与PF之 1 并联混合型有源电力滤波器结构 间存在谐波通道，特别是APF与PF之间的谐波 通道可能使APF的谐波电流又流入PF及 电网中 并联混合型有源电力滤波器的电路结构如图 其它节点连接