有源电力滤波器设计1 1 引言近年来，公用电网受到谐波电流和谐波电压的严重污染，而电力电子装置是其主要的谐波污染源。随着电力电子装置的日益广泛应用，电网中的谐波污染也日益严重，谐波污染影响到供电质量和用户使用的安全性，因此电网谐波污染的治理越来越受到关注。滤波器在本质上是一种频率选择电路，通常用幅频响应和相位响应来表征一个滤波电路的特性。理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应，而在阻带内应具有无限大的幅度衰减。 按照通带和阻带的相互位置不同，滤波器可分为低通、 高通、带通、带阻、全通5 类。有源滤波器采用有源器件需要使用电源，加上功耗较大且集成运放的带宽有限， 因此目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高，一般不能用于高频场合。但总的来讲有源滤波器在低频( 低于 1MHz)场合中使用有较无源滤波器更优的性能，因而目前在音频处理、工业测控等领域广泛应用。有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功功率的新型电力电子装置，能对大小和频率都变化的谐波及无功功率进行补偿。和传统的无源滤波器相比，有以下几点突出的优点：(1) 对各次谐波和分数谐波均能有效地抑制，且可提高功率因数；(2) 系统阻抗和频率发生波动时，不会影响补偿效果。并能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响；(3) 不会产生谐振现象，且能抑制由于外电路的谐振产生的谐波电流的变化；(4) 用一台装置就可以实现对各次谐波和基波无功功率的补偿；(5) 不存在过载问题，即当系统中谐波较大时，装置仍可运行，无需断开。由以上可看出，它克服了传统的无源滤波器的缺点，具有良好的调节性能，因而有很大的发展前途。有源电力滤波器设计2 2 有源电力滤波器系统结构有源电力滤波器的基本工作原理是：实时检测补偿对象的电压和电流，经指令电流运算单元计算出补偿电流指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大产生补偿电流，补偿电流与负载电流中需用补偿的谐渡及无功等电流抵消，最终得到期望的电源电流。在图1 中的体现是，当需要补偿负载所产生的谐波电流时，有源电力滤波器检测出补偿对象负载电流Li 中的谐波分量Lbi后，将其反极性作为补偿电流的指令信号*Ci，再由补偿电流发生电路产生补偿电流 ic ，其中补偿电流 ic 与负载电流中谐波分量Lhi大小相等，方向相反，因而两者相互抵消，使得电源中电流中只含基波，达到消除电源电流中谐波的目的。图 1 为有...
