最傳統的諧波抑制和無功補償的方法是使用結構簡單，使用方便，技術成熟以及成本低無源濾波器(Passive Filter,縮寫為PF)。但缺點是隻能濾除特定次諧波，過載能力小，對系統阻抗和頻率變化的适應性較差，穩定性較差，損耗大等。

但由于無源濾波器特性受系統參數影響大，隻能消除特定的幾次諧波，過載能力小，對系統阻抗和頻率變化的适應性較差，穩定性較差等因素，人們将濾波研究方向逐步轉向有源濾波器(Active PowerFliter，縮寫為APF)。

有源電力濾波器作為一種新型的諧波治理技術，是消除諧波污染、提高電能質量的有效工具。與傳統的無源濾波器相比，有源電力濾波器具有補償各次諧波、抑制閃變、補償無功，自動跟蹤補償變化的諧波等技術優勢，在工業上得到了廣泛的應用。

有源電力濾波器的基本原理是實時檢測電網諧波及補償對象的電壓和電流，經指令電流運算單元計算出補償電流指令信号，利用可控電力電子器件産生與之大小相等、相位相反的補償電流，注入電網與負載中的諧波電流抵消，使得電源中電流中隻含基波，最終達到消除電源電流中諧波的目的；同時，有源濾波器發出基波無功電流，進行無功補償。

圖1 有源濾波器的組成結構

根據接入電網的方式，有源電力濾波器可以分為并聯型、串聯型。每一種類型的有源電力濾波器結構不同，因其工作原理、特性各不相同。

圖2為單獨使用的并聯型有源濾波系統的構成拓撲。它是有源濾波器中最基本的形式，它可産生與負載諧波大小相等，方向相反的補償電流，從而将電源側電流補償為正弦波。并聯型有源濾波器主要适用于電流源型非線性負載的諧波電流抵消、無功補償以及平衡三相系統中的不平衡電流等。

它也是工業上已投入運行最多的一種方案，但由于電源電壓直接加在逆變橋上，因此對開關元件的耐壓電壓等級要求高；負載諧波電流含量高時要求這種APF具備大的補償容量和寬的補償頻帶，從而使APF的成本提高，經濟性價比下降，所以并聯型有源濾波不适合補償電壓型諧波源。

圖2 并聯型有源濾波系統的結構圖

串聯型APF的結構圖如圖3。APF經耦合變壓器串接入電力系統，可等效為一個受控電壓源。主要優點是補償電網諧波電壓和三相不平衡電壓，消除電壓型諧波源負載對系統的影響，以及系統側電壓諧波與電壓波動對敏感負載的影響。

但是，串聯型有源濾波器損耗較大，且各種保護電路也較複雜；同時串聯型有源電力濾波器應用在直流系統中時，耦合變壓器的系統接入側很容易出現直流磁飽和問題，所以隻在交流系統中采用。

圖3 串聯型有源濾波系統的結構圖

有源濾波器能有效濾除電網中2～50次諧波，反應時間小于1毫秒，是目前最有效的一種濾波技術。但是有源電力濾波器有容量大、成本高的缺點，在廣泛使用上受到一定的限制。

（本文選編自《電氣技術》，原文标題為“有源電力濾波器在電網諧波治理中的應用”，作者為李崇華。）

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