有源電力濾波器（APF）

文章摘要：諧波電流和諧波電壓的出現，對于電力系統運行是一種污染，它們降低了系統電壓正弦波形的質量，不但嚴重地影響電力系統自身，而且還危及用戶和周圍的通信系統。近半個世紀以來，隨著電力電子設備的推廣應用，非線性負荷的迅速增加(例如電氣機車、工業電爐等的

諧波電流和諧波電壓的出現，對于電力系統運行是一種“污染”，它們降低了系統電壓正弦波形的質量，不但嚴重地影響電力系統自身，而且還危及用戶和周圍的通信系統。近半個世紀以來，隨著電力電子設備的推廣應用，非線性負荷的迅速增加(例如電氣機車、工業電爐等的應用)，特別是高壓直流輸電的運用，諧波污染問題日趨嚴重，并因此受到人們普遍的關注和重視。減小諧波影響的技術措施可以從兩方面入手：一是從諧波源出發，減少諧波的產生；二是安裝濾波裝置。常見的濾波器包括無源濾波器、有源濾波器以及混合濾波器。無源濾波器（PF:Passive Filter）也稱為LC濾波器，是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成的濾波裝置。無源濾波器的工業應用已經有相當長的歷史，其設計方法穩定可靠、結構簡單，但其濾波效果依賴于系統阻抗特性，并容易受溫度漂移、網絡上諧波污染程度、濾波電容老化及非線性負荷的影響。此外，無源濾波器僅能對特定的諧波進行有效地衰減，而出于經濟和占地面積方面的考慮，濾波器個數均是有限的，所以對諧波含量豐富的場合，無源濾波器的濾波效果往往不夠理想。與無源濾波器對應的是有源濾波器（APF:Active Power Filter）。有源電力濾波器采用開關變換器消除諧波電流，克服了無源濾波器的缺點。有源電力濾波器有著無源濾波器無可比擬的技術優勢，因此越來越受到人們的關注。


有源濾波器的發展歷史:有源濾波器的思想最早出現于1969年B.M.Bird和J.F.Marsh的論文中。文中描述了通過向交流電源注入三次諧波電流以減少電源中的諧波，改善電源電流波形的新方法。文中所述的方法認為是有源濾波器思想的誕生。1971年日本的H.Sasaki和T.Machida完整描述了有源電力濾

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