有源滤波器(ActivePowerFilter,简称APF)

有源滤波器(Active Power Filter，简称APF)是一种用于动态***谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC无源滤波器等传统的谐波***和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

有源滤波装置的应用领域有哪些?

有源滤波装置的应用领域有哪些？

近年来，有源滤波器在各行各业的应用越来越普及，目标市场越来越广泛。随着国内外电力电子技术的发展，大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备在各个领域中应用，电网中的谐波污染状况也非常严峻。我国在有源滤波装置方面的需求在近些年将有较大的增长。那么，有源滤波装置的应用领域有哪些？

1、电气化铁路

电气化铁路一般使用直流电机拖动，因此是一个市政方面的主要谐波源。依据现有电气化铁路的相关运转状态，大多数系统为处理谐波来装置有源滤波装置。选料讲究的有源滤波装置可以达到电气铁路有源滤波器国产化的作用。

2.不稳定负荷的应用场合

不稳定负荷不是有源滤波装置的普遍市场，但它是电力系统一个比较重要的方面，由于不稳定的负荷虽然所占比例不大，但是它们对电力系统的影响却远远大于其它负荷，因而关于该类使用场所也应作为有源滤波器的主要市场方向之一，稳定负荷，提高电力系统的平安牢靠性。

3、钢铁厂

钢铁厂的电弧炉、轧钢机等是主要的谐波发作设备，且主要是冲击性负荷，对钢铁厂左近的其它负荷有很大影响，所以也需求运用选材精良的有源滤波装置。同时，谐波问题对钢铁厂无功补偿的影响很大，所以应以无功补偿调和波管理同时处置作为目的。

由于在低压配电网中这些谐波污染问题显得尤为突出，严重影响到各种类大型厂矿的正常生产，如钢铁、煤矿、化工、纺织等企业，以及电气企业和大规模微电子集成电路企业，造成产品报废，生产线停产，生产设备的寿命骤减甚至损坏，所以使用有源滤波装置很有必要。

有源滤波器的优势和市场需求

电力电子装置和非线性负载的普遍使用，使大量谐波电流注入电网，导致电网谐波污染：严重威胁电网和用电设备的安全运行及正常使用。因此，对电力谐波进行有效治理设备的需求日益增加。

无源电力滤波器(PPF)来解决电力谐波问题存在许多缺点。如PPF针对特定频率的谐波，只能滤除特定次数谐波;PPF存在着与电网发生谐振的可能性，并且对电网阻抗和频率变化十分敏感;PPF体积大、损耗多等。而利用有源电力滤波器进行谐波治理是今后的一个发展趋势。

有源电力滤波器(APF)是一种用于动态**谐波、补偿无功的新型电力电子装置，能对频率和大小都变化的谐波和无功进行补偿，正好填补PPF的缺点，获得比PPF更好的补偿特性，是一种理想的电力谐波治理装置。现如今，国际上已开始在工业和民用设备上使用APF，并且单机装置的容量逐步提高，其应用领域从补偿用户自身的谐波向改善整个电力系统供电质量的方向发展。

与传统的PPF相比，APF具有明显的性能优势，下表为APF与PPF的主要技术性能对比。APF技术是电力谐波治理技术的重要发展方向，安装APF可以有效滤除系统中的电力谐波，消除由于谐波导致的各种问题。安装、使用APF的意义主要包括以下几个方面：

(1)消除各次电压、电流谐波对电网的污染和干扰，满足标准的要求。

(2)改善电压质量，提高设备运行安全性和可靠性，降低设备温升和损耗。

(3)提高系统功率因数，提高线路和电力设备利用率。

(4)防止系统共振，提高系统运行稳定性，预防设备故障，保障系统安全。

(5)降低电力损耗、提高设备效率，节约电能。

有源滤波器的内部控制原理

有源滤波器的内部控制原理：

隔离开关合闸后，为防止上电后电网对直流母线电容器的瞬间冲击，有源滤波器首先通过软起电阻对直流母线的电容器充电，这个过程会持续几十秒。当母线电压Udc达到预定值后，主接触器闭合。直流电容作为储能器件，通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。

APF有源滤波器通过外部CT实时采集电流信号送至信号调理电路，然后再送至FPGA控制器。控制器将基波成分分离，提取出所有的谐波，将采集到的谐波成分和APF已发出的补偿电流比较得到差值作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT变换器将补偿谐波电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。