諧波抑制的工程設(shè)計方法探討

過裝置的補(bǔ)償能力時，濾波器仍可發(fā)揮最大補(bǔ)償作用；

(4)對系統(tǒng)中各次諧波均能有效抑制；

(5)一臺裝置即可實(shí)現(xiàn)對多次諧波和基波無功電

流的實(shí)時動態(tài)跟蹤補(bǔ)償。

但是，與LC濾波器相比，有源濾波器的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，運(yùn)行損耗較大，設(shè)備造價高。由于有源濾波器本身是以開關(guān)方式工作，在補(bǔ)償諧波的同時，也會注入新的諧波，但其開關(guān)頻率很高（達(dá)3kHz以上），諧波頻率高，幅值低。

有源濾波器可用于抑制負(fù)載為周期性變化的高次諧波和LC濾波器不能抑制的部分高次諧波。表1為有源濾波器的兩種接線方式比較。

直接接入方式是有源濾波器與系統(tǒng)的基本連接方式。此時PWM逆變器相當(dāng)于一個受控電流源，其產(chǎn)生與負(fù)載諧波大小相等、相位相反的諧波電流，使電源側(cè)電流被補(bǔ)償成正弦。該方式下，電源基波電壓全部加在逆變器上，因而裝置容量較大。該接線方式的濾波器具有連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率的功能，能在補(bǔ)償諧波的同時動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)無功。

注入電路方式的有源濾波器將電抗器和電容器作為逆變器注入電路，利用電感和電容的諧振特性，使有源濾波器不承受基波電壓，從而減小了逆變器的裝置容量，減小體積，降低成本。通過選擇注入電路常數(shù)，使逆變器的裝置容量僅為直接接入方式的1/4～1/5，因此適于構(gòu)成高壓電路的大型濾波裝置。

有源濾波器也可與LC濾波器并聯(lián)或串聯(lián)組成混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合運(yùn)用。當(dāng)并聯(lián)使用時，LC濾波器用來分擔(dān)補(bǔ)償相同次數(shù)的諧波，補(bǔ)充有源濾波器的補(bǔ)償作用，降低所需逆變器的容量。而采用串聯(lián)方式運(yùn)用時，有源濾波器則主要不是用來直接補(bǔ)償諧波，而是用來抑制LC濾波器與電網(wǎng)阻抗之間的并聯(lián)諧振，即所謂的諧波放大現(xiàn)象，以改善LC濾波器的補(bǔ)償效果。此時，逆變器不承受基波電壓，裝置容量小。

圖6有源濾波器原理電路圖

圖6為明電舍株式會社生產(chǎn)的有源濾波器原理電路圖。該裝置可以有效濾除2～19次諧波，諧波抑制率達(dá)85％以上，動態(tài)響應(yīng)時間小于1ms。

6結(jié)語

（1）在治理系統(tǒng)諧波時，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)中各種因素的影響，兼顧各個指標(biāo)，選擇合理有效的濾波方案；

（2）采用LC濾波器，應(yīng)以濾波器組的綜合濾波效果為原則，嚴(yán)格避免諧波放大現(xiàn)象的發(fā)生；

（3）濾波電容器電容量的選擇既要滿足濾波的要求，也要考慮無功補(bǔ)償?shù)男枰€應(yīng)使電容器能承受過電流和過電壓的影響；

（4）有源濾波器是一種新型動態(tài)濾波器，其諧波抑制能力大大優(yōu)于LC濾波器。隨著對電網(wǎng)諧波問題的日益重視和其成本的逐步降低，將具有廣闊的應(yīng)用前景。