關於利用有源電力濾波器(APF)進行電網諧波治理的問題?

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為什麼是從諧波中提取高次諧波，用APF控制輸出一個跟高次諧波一樣的波形來補償。意思是又用高次諧波補償諧波？

XY~

對題主的疑問，簡而言之，APF是用一個頻率和幅值均跟諧波相同，但相位相差180°的波形去補償諧波，此長彼消，從而可以抵消諧波對電網的影響。

欲知詳情，請聽小混混娓娓道來。

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（一）有源電力濾波器

有源電力濾波器(ActivePowe:Filter,簡稱APF)是一種動態抑制諧波和補償無功的新型電力電子裝置，它能對頻率和幅值都變化的諧波和無功進行補償，可以彌補無源濾波器的不足，獲得比無源濾波器更好的補償特性，是一種理想的諧波補償裝置[1]。

[這貨長醬樣]

（二）有源電力濾波器的原理

1971年H.sasaki和TMachida首次完整地描述了有源電力濾波器的基本原理：

從被補償對象中檢測出諧波電流，由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補償電流，從而使電網電流中只含基波分量[2]。

①並聯型有源電力濾波器

根據所檢測到的負載諧波電流分量來控制有源濾波器，使其產生一個相反的諧波電流，這樣電網中將不含有諧波電流成分，從而起到補償作用。

②串聯型有源電力濾波器

工作時APF與負載串聯，通過控制APF產生一個與負載諧波電壓大小相等，方向相反的諧波壓，抵消負載產生的諧波電壓，從而使負載注入電網的諧波電流為零。因此，串聯型APF本質上屬於受控電壓源。參考資料：

[1]王兆安, 楊君, 劉進軍. 諧波抑制和無功補償[M]. 北京機械工業出版, 1998.
[2] H. Sasaki et al. A new method to eliminate ac harmonic current by magnetic compensation consideration on basic design. IEEE Trans. P.A.S., Vo1.90, No.S, 1071:PP.2009-2019

終於有一個跟所做工作相關的問題了。

電網標準波形應該是個近似完美的正弦波，諧波的存在使得正弦波畸變了，不標準了。

APF就是通過控制器先分析提取出這些諧波，然後控制電容或電感發出和這些諧波一樣但相序相反的波形。諧波相互抵消，電網波形再次恢復成正弦波。

實質上，APF發出的也是諧波，題主的理解是正確的，就是用諧波補償諧波。只是APF控制發出的波形和諧波波形不是一樣的，而是相序正好相反的波形。

已給一樓博士僧點贊，好專業

apf就是有源濾波電路

主要是兩個部分第一個部分是從電網檢測電流然後測算出諧波分量；第二部分是往電網輸送一個絕對值和諧波分量相等正負相反的電流

舉個例子假設現在電網電流是 I=10sin t+2sin 5t+sin 7t

第一部分是檢測諧波，現在一般用"ip-iq"演算法做電流經過三相變兩項坐標變換後和經過pll的電壓做矩陣計算然後通過低通濾波再做反變換出來的電流I＇=10sin t 也就是基波分量；接著再吧I＇扣掉I 得到 -2sin 5t-sin7t的量也就是檢測出了諧波量（正負是相反的）

第二部分是把檢測出來的諧波量（是信號量而非實際電流）變成實際的電流

這邊用pwm電流跟蹤法一般有滯環比較法和三角載波法具體可以去看電力電子書籍最後往電網送出電流為 -2sin 5t-sin7t的量那麼最終的電網電流I（最終）=10sin t+2sin 5t+sin 7t + -2sin 5t-sin7=10sin t 也就是漂亮的正弦波量了補償完成?（實際上根本做不到因為檢測環節大概有0.02的誤差 pwm補償又有很大誤差最終thd貌似模擬也有2%左右最好和svg、ppf配合使用）

有源電力濾波器（APF, Active Power Filter），是一種用於諧波源治理的動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置。

上圖為並聯型有源電力濾波器的原理示意圖（簡圖）。

這裡說明單獨補償諧波時的工作原理，指令電流運算電路主要是諧波電流檢測功能，根據不同演算法對諧波電流進行檢測然後輸送給電流跟蹤控制電路，電流跟蹤控制電路可使用諸如三角波比較法、電流滯環以及SVPWM等等技術產生PWM去驅動主電路使主電路產生補償電流進而消除諧波。

單獨使用的並聯型有源電力濾波器相對結構簡單，可以很好的去通過簡單的組合實現單獨補償諧波、單獨補償無功以及共同補償等效果。

如果按題主說的提取高次諧波用於諧波對消是基於一種叫做雜訊對消原理的自適應濾波器通過如題原理進行消除，見下圖原理圖。

以及如下圖所示基於自適應對消原理的APF原理圖

其實按題主問題的關鍵我們最後可以得出，題主說的也不是完全正確，現在的濾波器都是檢測出來諧波電流進行計算補償，但諧波電流的檢測因為各種演算法的收斂性都會帶來一定誤差，而且不是單一某一高次諧波而是很多不同次數的高次諧波的疊加，所以指令運算電路檢測出的諧波電流需要用跟蹤控制電路進行計算然後輸出驅動電路驅動主電路調製產生和檢測出的諧波電流各參數近似但幅值相反的補償電流輸入給諧波源進行補償。

我是這麼理解的就是負載端（比如工廠的機器，家裡的電器等）運行中會產生高次諧波反饋給電網，使得電網電能質量下降，那麼在負載端和電網之間加一個電力濾波器，使得在反饋給電網之前濾除高次諧波，使得電網波形免受污染。

可以理解為：電網正弦波形和電力濾波器所補償的高次諧波波形疊加形成負載端的波形。

因為輸出的高次諧波與電網諧波等大反相，就能補償掉了！

有做SVG的嗎？

中國運載火箭技術研究院第十八研究所隸屬於中國航天科技集團，是精密機電控制設備的專業研製單位，是中國航天伺服技術中心。

十八所根據自身技術特點和優勢，成立航天鈞和科技有限公司，積極開發民用產品。基於雄厚的人力、財力和物力資源，積極布局電能質量管理、風力發電等領域，成功研製有源電力濾波器（APF）、靜止無功發生器（SVG）、風電變流器等出多種電力電子產品。

APF 主要參數

設備容量A

100

150

200

250

交流輸入

額定電壓

380V±20%

額定頻率

50Hz±2%

接線方式

三相三線或三相四線

技術指標

諧波補償範圍

2～50次

功率因數

≥0.98

響應時間

≤5ms

效率

≥97%

雜訊

≤54dB

環境條件

海拔高度

&<2000m

運行溫度

-10℃～+40℃

存儲溫度

-20℃～+55℃

相對濕度

最大95%，無凝露

通訊介面

RS485

操作顯示

LCD彩色觸摸屏

保護功能

電網過欠壓、電網缺相、過流、短路、超溫

冷卻方式

風冷

尺寸mm(長*寬*高)

600x600x2200

800x600x2200

防護等級

IP21

低壓電力有源濾波器（APF)的具體介紹：

應用場合

製造、港口碼頭、通信、新能源汽車、醫療、現代建築（無功、諧波源：整流器、變頻器、UPS、充電機、電動機、電梯、空調、複印機、節能燈、家用電器等）

解決的問題

? 通過對諧波進行治理，改善電能治理，為電氣設備提供優質的電能，降低諧波對電氣設備使用壽命的影響，避免造成設備損壞。

? 有效避免諧波問題引起生產安全事件發生的可能性。

? 提升電能的利用效率等。

工作原理

奧特迅低壓電能質量裝置，相當於一個可編程電流源，與用戶設備同時並聯在電網中。以諧波補償為主，兼顧無功補償功能。通過檢測用戶設備中的諧波電流，通過其控制系統進行閉環運算，驅動PWM變流器的功率器件（IGBT），從而使APF輸出與用戶設備中大小相等、方向相反的諧波電流，從而對消用戶設備產生的諧波，達到諧波補償的目的。