淺析電力濾波技術(shù)

王佳科

[摘 要]本文以電力濾波器的基本原理為分析對(duì)象，并對(duì)電力濾波技能的運(yùn)用進(jìn)行了闡述，最后對(duì)電力濾波器技能的發(fā)展進(jìn)行了探討。

[關(guān)鍵詞]電力；濾波技術(shù)；探究

一、電力濾波器的基本原理

一般來說，諧波是溝通體系中的概念，而紋波是關(guān)于直流體系來講的，二者有差異，更有聯(lián)系。溝通濾波，是期望濾除工頻（基波）重量以外的一切諧波重量，確保電源的正弦性。溝通體系的電流畸變首要是由非線性負(fù)載導(dǎo)致的。而直流濾波，是期望濾除負(fù)載中直流重量以外的一切紋（諧）波重量，這些紋（諧）波重量首要是由直流電（壓）源（一般是由溝通電源整流取得）中的紋波電壓重量在負(fù)載中導(dǎo)致的。而經(jīng)過傅里葉剖析可知，直流體系中的紋波重量也是由各次諧波重量構(gòu)成的。在這個(gè)意義上講，溝通體系和直流體系中按捺諧波的意圖是相同的：按捺不期望在電源或負(fù)載中出現(xiàn)的諧波重量。直流有源電力濾波器（DCAPF）與溝通有源電力濾波器，也即是咱們一般所說的有源電力濾波器（APF），都是選用自動(dòng)的而不是被迫的辦法或手法去吸收或消除諧（紋）波。因而直流有源電力濾波器和溝通有源電力濾波器的作業(yè)原理是相同或相近的?？墒?，因?yàn)樾Ч哪繕?biāo)不相同，直流有源電力濾波器也有本身的特點(diǎn)。

二、電力濾波技能的運(yùn)用

1.PPF的運(yùn)用。到當(dāng)前為止，高壓大功率諧波管理范疇最首要的濾波辦法仍然是無源電力濾波器。PPF選用LC單調(diào)諧濾波器或許高通濾波器，電感、電容接受的電壓等級(jí)比電力電子開關(guān)要高得多，并且抵償容量也要比APF大得多，因而，在高壓大功率的運(yùn)用場(chǎng)合，PPF得到了廣泛運(yùn)用。

2.APF的運(yùn)用。依照APF的容量和運(yùn)用規(guī)?？蓪⒂性礊V波器分為小功率運(yùn)用體系和中等功率運(yùn)用體系以及大功率運(yùn)用體系三大類。小功率運(yùn)用體系首要是指額定功率低于100 kVA的體系，首要運(yùn)用于負(fù)載和電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系。在這類運(yùn)用中，一般選用技能領(lǐng)先的動(dòng)態(tài)有源濾波器，如開關(guān)頻率較高的PWM電壓型逆變器或電流型逆變器，其呼應(yīng)時(shí)刻相應(yīng)來說一般很短，從十幾微秒到毫秒。小功率的諧波管理體系運(yùn)用對(duì)比靈敏，能夠選用單相有源濾波器，也能夠選用三相電力濾波器。

三、電力濾波器技能的發(fā)展

1.電力濾波器的接入拓?fù)?。電力濾波器的接入拓?fù)涞幕痉绞綖椴⒙?lián)型APF和串聯(lián)型APF ，并聯(lián)型濾波器首要用于理性電流源型負(fù)載的抵償，它也是工業(yè)上已投入運(yùn)轉(zhuǎn)最多的一種計(jì)劃，但因?yàn)殡娫措妷褐苯蛹釉谀孀儤蛏?，因而?duì)開關(guān)元件的電壓等級(jí)需求較高。為戰(zhàn)勝單獨(dú)運(yùn)用時(shí)面對(duì)的缺點(diǎn)，并聯(lián)型APF常常與PF混合運(yùn)用。

2.諧波檢測(cè)技能。電力濾波器的抵償效果在很大程度上依賴于能否檢測(cè)到真實(shí)反映欲抵償?shù)闹C波重量的參考信號(hào)。因而，電力濾波器規(guī)劃中的關(guān)鍵技能之一即是找到一種可由負(fù)載電流中精確地獲取諧波重量的幅值和相位的算法。這種檢測(cè)辦法的速度也是需要考量的重要要素。一般，諧波的檢測(cè)獲取技能可分為直接法和間接法兩種。

（1）基干傅立葉改換的檢測(cè)辦法。選用傅立葉改換（FFT）對(duì)電網(wǎng)電流進(jìn)行核算，得到電網(wǎng)電流中的諧波重量。它是一種純頻域的剖析辦法，其長(zhǎng)處是能夠恣意挑選擬消除的諧波次數(shù)，可是核算量大，具有較長(zhǎng)的時(shí)刻延遲，實(shí)時(shí)性較差。

（2）瞬時(shí)無功功率法。此辦法的實(shí)時(shí)性較好，但因?yàn)闄z測(cè)時(shí)選用了數(shù)字低通濾波器，因而檢測(cè)出的成果會(huì)有必定的延時(shí)。瞬時(shí)無功功率理論是當(dāng)前電力濾波器中選用最多的一種諧波檢測(cè)辦法。

（3）依據(jù)自適應(yīng)的檢測(cè)辦法。依據(jù)自適應(yīng)攪擾抵消原理，具檢測(cè)精度高和對(duì)電網(wǎng)電壓畸變及電網(wǎng)參數(shù)改變不靈敏的長(zhǎng)處，但動(dòng)態(tài)呼應(yīng)速度較慢。其改善辦法包含用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完結(jié)的自適應(yīng)檢測(cè)法。檢測(cè)精度和實(shí)時(shí)性是判斷諧波檢測(cè)辦法的重要指標(biāo)，各種檢測(cè)辦法都有其長(zhǎng)處，但也都存在局限性。跟著各種諧波檢測(cè)辦法的不斷改善，以及新的檢測(cè)辦法。

3.電力濾波器的電流盯梢操控戰(zhàn)略。當(dāng)精確地檢測(cè)出電網(wǎng)中的諧波電流后，怎么操控APF主電路，使APF輸出電流盯梢諧波電流改變，是電流盯梢操控戰(zhàn)略所需完結(jié)的作業(yè)。因?yàn)橹C波電流具有時(shí)變和高改變率的特點(diǎn)，這就需求APF電流操控器具有較快動(dòng)態(tài)呼應(yīng)功能和較高的操控精度，電流操控器的穩(wěn)定性也是必需要思考的要素。

4.主電路布局及參數(shù)規(guī)劃。當(dāng)前，電力濾波器主電路首要選用PWM變流器的方式，當(dāng)選用單個(gè)變流器不能滿意體系容量需求時(shí)，能夠選用多重化或多電平的主電路布局方式。

（1）單個(gè)PWM變流器的主電路。布局依據(jù)主電路直流側(cè)儲(chǔ)能元件的不相同，能夠分為電壓型和電流型兩種。電壓型PWM變流器直流側(cè)電容損耗較小，適宜構(gòu)成大容量電力濾，也是當(dāng)前干流的PWM布局。實(shí)踐規(guī)劃中，儲(chǔ)能電容和接入電感的巨細(xì)對(duì)APF設(shè)備的本錢和功能有很大的影響。

（2）多重化主電路布局方式。多重化布局是經(jīng)過將多個(gè)PWM變流器串聯(lián)或并聯(lián)的辦法，以完結(jié)運(yùn)用較低開關(guān)頻率，較小容量的開關(guān)器材。

（3）多電平主電路布局方式。經(jīng)過添加電力電子器材，規(guī)劃多電平主電路拓?fù)洳季郑瑢⒆兞髌鞯妮敵鲇蓚鹘y(tǒng)的兩電平輸出變?yōu)槎嚯娖捷敵?。其長(zhǎng)處是開關(guān)頻率低，開關(guān)器材所接受的電壓應(yīng)力小，因?yàn)椴贿\(yùn)用變壓器和電抗器，體積減小而功率進(jìn)步。多電平主電路操控辦法較為雜亂，是當(dāng)前研討和運(yùn)用的方向。

（4）參數(shù)規(guī)劃。因?yàn)锳PF布局多樣，抵償?shù)闹C波源也多種多樣，對(duì)APF的容量和諧波抵償?shù)墓δ苤笜?biāo)也有不相同的需求。當(dāng)前，關(guān)于APF主電路各項(xiàng)參數(shù)的規(guī)劃沒有一致的理論，參數(shù)的挑選過程為：首要依據(jù)被抵償?shù)闹C波源挑選主電路布局方式。

（5）電力濾波技能的研討方向。怎么經(jīng)過對(duì)諧波理論的進(jìn)一步研討，找出非常好的諧波檢測(cè)算法是進(jìn)步APF功能的有用手法；優(yōu)化體系操控戰(zhàn)略：尋求非常好的操控戰(zhàn)略，如依據(jù)體系能量平衡的操控戰(zhàn)略，到達(dá)對(duì)輸出電流/電壓的精確操控；優(yōu)化電路規(guī)劃：改善抵償功能，操控體系本錢，如多電平主電路布局的研討。這些研討的首要意圖是進(jìn)步體系運(yùn)轉(zhuǎn)的功率，進(jìn)一步削減抵償設(shè)備的制造本錢和損耗，進(jìn)步設(shè)備的可靠性和易用性，并完結(jié)一機(jī)多用。

四、結(jié)語

電力濾波技術(shù)管理在施工生產(chǎn)中呈面極其重要的地位，我們不僅要努力做好各項(xiàng)工作，還要與其它方面協(xié)調(diào)一致、相輔相成。從而使技術(shù)工作不斷得到完善和提高，為工程項(xiàng)目的順利實(shí)施提供可靠的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

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