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有源濾波器的諧波檢測(cè)方法有哪些

近年來，各種基于電力電子技術(shù)的非線性裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛，使得諧波危害日益嚴(yán)重。就當(dāng)前的工業(yè)現(xiàn)實(shí)而言，抑制諧波的基本手段是裝設(shè)各類濾波補(bǔ)償裝置。有源濾波器可以自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償變化的諧波，具有高度可控性，因而有源濾波器的發(fā)展前景好。下文分條闡述有源濾波器的諧波檢測(cè)方法。

1.基于矢量空間變換的檢測(cè)法

這類方法的基本思想是：通過變換得到功率，然后將功率中與所要檢測(cè)的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的恒定分量濾除出來，再經(jīng)反變換還原出所要檢測(cè)的信號(hào)，因此，也可將此類方法稱為功率法。該種有源濾波器的諧波檢測(cè)方法適用于電網(wǎng)電壓對(duì)稱且無畸變情況下的諧波電流檢測(cè)，在電網(wǎng)電壓不對(duì)稱時(shí)也同樣有效。

2.有功分離法

第二種有源濾波器的諧波檢測(cè)方法為有功分離法，該方法將被檢測(cè)量分解為理想傳輸量（即從公共供電點(diǎn)上看去，負(fù)荷是三相對(duì)稱且純阻性的，該負(fù)荷只消耗有功能量）和另一分量之和，簡(jiǎn)單明了、易于實(shí)現(xiàn)。但該方法需要平均有功功率理論為基礎(chǔ)，至少存在一個(gè)工頻周期的。

3.自適應(yīng)檢測(cè)法

作為目前較為常用的有源濾波器的諧波檢測(cè)方法，自適應(yīng)檢測(cè)法是一種將自適應(yīng)干擾對(duì)消信號(hào)處理技術(shù)用于諧波檢測(cè)的方法。其自適應(yīng)檢測(cè)單元可以采用模擬電路或者人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，使用這種方法的關(guān)鍵在于自適應(yīng)系數(shù)的選擇與調(diào)整。但是，使用該方法的有源濾波器需要什么條件？那就是需要大量的數(shù)據(jù)。

綜上可知，有源濾波器的諧波檢測(cè)方法主要有基于矢量空間變換的檢測(cè)法、有功分離法，以及自適應(yīng)檢測(cè)法。此外，針對(duì)有源濾波器三相不平衡系統(tǒng)提出了同步測(cè)定法，可分為等功率法、等電流法和等電阻法，即把補(bǔ)償分量分配到三相中去，分別使補(bǔ)償后的每相功率、每相電流或每相電阻相等。

有源濾波器技術(shù)需要在哪些方面進(jìn)一步發(fā)展？

補(bǔ)償電力系統(tǒng)的諧波，改善供電質(zhì)量成為電力系統(tǒng)迫切需要解決的問題。由于無源濾波器體積大，重量大，濾波效果與負(fù)載有關(guān)，且只能針對(duì)某些高次諧波進(jìn)行補(bǔ)償，功能單一，因此80年代后隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展而出現(xiàn)了有源濾波器。盡管有源濾波器的發(fā)展前景好，但仍存在著幾個(gè)有待解決的問題，下文中分條闡述。

1.器件容量的增大和開關(guān)頻率的提高

為實(shí)現(xiàn)電流的快速控制，提高補(bǔ)償效果，開關(guān)頻率是關(guān)鍵，要求有源濾波器器件以高頻率工作。此外，應(yīng)用多重化技術(shù)也能提高有源濾波器器件的等效開關(guān)頻率。從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，應(yīng)使用高容量、大功率的有源濾波器器件，但這與使用高頻率產(chǎn)生矛盾，因?yàn)榇笕萘渴艿筋l率的限制。如何從兩者中找到一個(gè)折衷，獲得較佳效果，是一個(gè)值得研究的問題。

2.降低裝置的價(jià)格并使其多功能化

有源濾波器能消除高次諧波，還能提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制閃變和補(bǔ)償無功等功能，一機(jī)多用顯然較為經(jīng)濟(jì)，也符合當(dāng)今電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。然而有源濾波器造價(jià)較高，因此，如何提高源濾波器裝置的性能價(jià)格比，這是電力電子器件制造技術(shù)面臨的課題。

3.降低損耗，提高系統(tǒng)可靠性

再者，有源濾波器技術(shù)還應(yīng)該在降低損耗，提高系統(tǒng)可靠性這方面進(jìn)一步發(fā)展。采用合理的開關(guān)頻率，選擇適當(dāng)?shù)奈栈芈?，以提高裝置的使用效率，這是有源濾波器技術(shù)目前研發(fā)的重點(diǎn)。同時(shí)，采用過流、過壓保護(hù)技術(shù)，故障診斷技術(shù)以使系統(tǒng)可靠工作，這是研發(fā)的有源濾波器廠家一直需要專研的問題。

由上文敘述概括而言，有源濾波器需要在器件容量的增大和開關(guān)頻率的提高、降低裝置的價(jià)格并使其多功能化，以及降低損耗，提高系統(tǒng)可靠性方面進(jìn)一步提高和發(fā)展。相信我國電力有源濾波器器件的制造水平終有一天會(huì)媲美歐盟發(fā)達(dá)國家。

有源電力濾波器的技術(shù)特點(diǎn)

有源電力濾波器（APF: Active Power

Filter）以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)載的諧波和無功分量，采用PWM變換技術(shù)，產(chǎn)生與諧波大小相等,

方向相反的電流注入供配電系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)抑制諧波的功能。

有源電力濾波器基本特點(diǎn)

實(shí)時(shí)跟隨、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償

采用基于瞬時(shí)無功功率理論的檢測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)諧波電流，通過瞬時(shí)電流跟蹤控制，自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)諧波變化，具有高度可控性與快速響應(yīng)性。

優(yōu)異的濾波特性

濾波性能不受系統(tǒng)阻抗影響，無諧振風(fēng)險(xiǎn)。

補(bǔ)償方式靈活

一機(jī)多用，即可濾除諧波電流，也可補(bǔ)償無功，提高功率因數(shù)。