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并联混合型有源电力滤波器的应用研究的中期报告

【摘要】

有源电力滤波器（APF）是当前解决电网谐波污染与电力质量问题的主要手段之一，但是其基本的并联纯电解型结构会存在一定的问题，比如费用高、效率低等。因此，本文提出了一种新型的并联混合型有源电力滤波器，既兼具电抗和电容特性的优点，同时可以有效地抑制电网谐波和电压闪变。本文通过示波器和网络分析仪等实验设备对该有源电力滤波器进行了实验验证，实验结果表明该滤波器能够有效地抑制电网谐波和电压闪变，滤波效果良好。

【关键词】有源电力滤波器；并联混合型；电网谐波；电压闪变

【Abstract】

ActivePowerFilter(APF)isoneofthemainmeanstosolvegridharmonicpollutionandpowerqualityproblemsatpresent,butitsbasicparallelpureelectric-typestructurewillhavesomeproblems,suchashighcostandlowefficiency.Therefore,thispaperproposesanewparallelhybridactivepowerfilter,whichhastheadvantagesofbothinductanceandcapacitancecharacteristics,andcaneffectivelysuppressgridharmonicsandvoltageflicker.Inthispaper,theexperimentalverificationoftheactivepowerfilteriscarriedoutbyoscilloscopeandnetworkanalyzer,andtheexperimentalresultsshowthatthefiltercaneffectivelysuppressgridharmonicsandvoltageflicker,andthefilteringeffectisgood.

【Keywords】Activepowerfilter;Parallelhybrid;Gridharmonics;Voltageflicker

【导言】

近年来，随着电子设备的广泛应用和非线性负载的增加，电网谐波和电压闪变等问题不断增多，严重影响了电力系统的正常运行和稳定性。为了解决这些问题，有源电力滤波器（ActivePowerFilter，APF）作为一种重要的电力电子设备，被广泛应用于电力系统中，其优势主要在于能够主动产生一定的电压和电流来补偿电网的谐波和其他污染，从而有效地提高电力系统的功率质量。但是，传统的APF存在着一些缺点，如成本高、效率低等问题，因此需要提出新的滤波器结构来完善现有技术。

本文提出了一种新型的并联混合型有源电力滤波器，其结构如图1所示。该滤波器由一个电容和一个LC谐振电路组成，其中，电容可以产生一定的电势力源，LC谐振电路则可以在一定频率范围内提供电抗补偿。

（插图略）

图1并联混合型有源电力滤波器结构图

【实验验证】

本文搭建了实验系统，如图2所示。实验系统由电压源、负载、并联混合型有源电力滤波器和数据采集系统组成，其中电压源为三相不对称、负载为一台感性负载。

（插图略）

图2实验系统结构图

实验中，我们先测量了电压源的输入电压、电流和负载的电压、电流波形。然后，加入有源电力滤波器后，重复上述步骤进行测量，并与无滤波器时的电压、电流波形进行对比。

实验结果如图3所示。可以发现，加入有源电力滤波器后，电压和电流波形均得到了明显改善，谐波和闪变的幅值明显降低，并且与电压源的输入波形趋于一致。同时，我们对滤波器的频率响应进行了测试，结果如图4所示。可以看到，LC谐振电路在一定的频率范围内起到了较好的电抗补偿作用，滤波效果优良。

（插图略）

图3有源电力滤波器滤波前后电压、电流波形比较

（插图略）

图4并联混合型有源电力滤波器的频率响应

【结论】

本文提出了一种新型的并联混合型有源电力滤波器，与传统的电解型有源电力滤波器相比，既兼具电抗和电容特性的优点，同时可以有效地抑制电网谐波和电压闪变。通过实验验证，该滤波器可以明显降低谐波和闪变的幅值，同时具有较好的滤波效果。因此，这种滤波器具有很好的应用前景。