简介
有源滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波进行补偿。与传统的无源滤波器(L、C、LC等),APF可实现了动态跟踪补偿,治理效果好,同时可滤除多次及高次谐波,且大部分APF还可以进行一定的无功补偿。
有源滤波器从接入电网的方式可分为并联型、串联型以及混合型,常见的为并联型有源滤波器。从拓扑上可分为两电平结构和级联型结构。
原理简述
有源滤波器是通过采集负载侧电流,将电流信号进行谐波分离算法的处理,得到谐波参考信号,作为的调制信号,通过滞环比较器或与三角波比较,从而得到开关信号,用此开关信号去控制单相桥。
仿真说明
本模型为单相并联型两电平APF,交流电网压220V 50HZ,负载为不控整流(二极管整流)桥接直流负载模拟非线性负载产生谐波,APF直流侧电压500V。整体模型如下:
谐波检测过程:参考波获取电网电压经过锁相环后产生与电压同相位的正弦信号sin和余弦信号cos,正弦信号与负载电流相乘,经低通滤波器得到直流分量,该直流分量对应负载电流基波中有功部分,同理,可得出负载电流基波中的无功分量,这两个分量各自乘以sin和cos,便可得到负载电流基波分量。整体部分如下图所示:
滤波器电路结构如下图所示:
仿真结果
负载电流
谐波电流及APF输出电流
APF直流侧电压
电网侧电流(APF补偿后电流)
通过结果可以看出,经APF补偿后,电网侧电流为平滑的正弦波,达到补偿效果。
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