1、一个 220KV 变电站，其电网的 5 次、7 次，11 次谐波电流超标，试设计一个混合型有源滤波器，说明其原理，并给出有源部分的控制方案。答案：由于 5 次、7 次、11 次谐波电流超过国标，因此设计如下混合型有源滤波器：无源部分包括 5 次和 7 次单调谐支路，还有注入支路。有源部分包括上下位机，二极管整流桥和整流变压器，IGBT 构成的逆变桥，输出滤波器和耦合变压器构成。注入式混合型有源滤波器的原理图如下：滤波原理：无源支路 5 次和 7 次用于滤除部分电网 5 次和 7 次谐波电流。APF 产生与电网谐波电流相位相反的电流，通过注入支路注入到电网以抵消电网谐波电流，从而达到滤除谐波的效果。有源部分的控制方案：采用上位机和下位机方式对 APF 进行控制。上位机采用工业控制计算机，下位机采用 DSP，上位机通过 AD 采样采集电网谐波电流值，通过分析控制后输送到下位机 DSP，DSP 发出 PWM 波给逆变器的 IGBT 的触发板。进而控制IGBT 触发输出所需要的谐波电流注入到电网滤除谐波电流。混合型有源滤波器原理图 控制电路框图以降低装置有源部分基波分压，减少有源部分容量为目的的并联混合型有源滤波器，由于有效克服了开关器件容量和成本等方面的限制，能够很好地满足高压大功率系统谐波治理和无功补偿的要求，同时兼顾了无源滤波器和有源滤波器两者的长处，具有较高的性价比，正日益成为目前工程应用中主要采用的形式。该类混合型有源滤波器主要有以下三种典型的拓扑结构： ① 有源电力滤波器通过耦合变压器与无源滤波器串联之后再并联接入电网[50]（Shunt Hybrid Active Power Filter），本文中简称 SHAPF，如图 2.1 所示。图 2.1 SHAPF 结构示意图 ② 谐振阻抗型混合有源滤波器[41]（Resonant Impedance Type Hybrid Active Filter），本文中简称 RITHAF，如图 2.2 所示。此类 HAPF 以多组单调谐滤波器和一组二阶高通滤波器组成的无源滤波器 PF 作为其无源部分，有源部分通过耦合变压器与基波串联谐振电路并联，再与无源部分串联之后并联接入电网。图 2.2 RITHAF 结构示意图 ③ 单独串联谐振注入式有源电力滤波器 [51](Active Power Filter with Single Injection Circuit)，本文中简称 APFSIC，如图 2.3 所示。此类结构中注入支路下面的电容 C21 和电感 L1 构成基波谐振电路，上面的注入电容 C22 通过合理取值，在进行一定容量无功补偿的同时还可...
