有源滤波器对改善电能质量的作用

有源滤波器对改善电能质量的作用

游佳

游佳

（太和县人民医院安徽省236600）

摘要：医院电力系统运行过程中，普遍应用大功率电子器件的情况下，往往会造成谐波污染问题，或者当负载无功功率需求较大时，电压波动问题也会出现，这就导致电能质量出现问题，为维护整个电力系统运行的稳定性，必须要重视电能质量的改善。本文主要探讨有源滤波器对改善电能质量的作用，仅供相关人员参考。

关键词：有源滤波器；电能质量；改善；作用

引言

城市现代化建设过程中，电能质量直接关系着电力用户用电的稳定性与安全性，在当前科学技术条件下，主要通过LC滤波和静止无功补偿装置来促进电能质量改善，随着有源滤波器APF的提出和应用，其相应的快速性与可控性受到广泛关注，具有良好的应用价值。在此种情况下，探讨有源滤波器对改善电能质量的作用进行分析，具有一定现实意义。

1APF简介

1.1APF组成

就APF的组成情况来看，其使用功能的发挥，需要依靠谐波检测环节、控制系统、主电路以及耦合变压器环节的协调作用来实现。具体来说，谐波检测主要是对来自谐波源的谐波进行细致化检测，以APF谐波为参照进行对比，结合二者之间差异来采取进一步措施，在控制方法的支持下，以控制系统为对象，将所触发的脉冲信号发送给触发脉冲的实际发生部分，此种情况下，以触发脉冲信号为依据，以主电路中变流器为目标，驱动脉冲的驱动得以实现，这就使得谐波电压以及电流具备一定对应性，最终可以实现谐波补偿，至此即可完成整个运行流程。就主电路来看，在三相方面主要包含三线制和四线制两种情况，在380V系统中，以三相四线制的应用较为常见。为满足电力系统的应用需求，需要通过耦合变压器来对APF和电力系统之间进行有效连接，常见于10KV及以上的系统中。

1.2谐波电流检测

时域和频域是电流检测的两种常见方法，二者之间存在明显差异。时域检测的实现，以瞬时无功功率理论为支持，所应用的方法包括p-q检测法以及Ip-Iq电流检测法等。若想要通过这两种方法来对谐波和无功电流进行检测，必须以三相电压对称且无畸变作为基本条件，一旦未达到这一条件，p-q检测法的检测结果准确性往往会受到影响，而Ip-Iq电流检测方法在这一方面则具有良好的应用优势，能够对基波正序电流进行准确检测，满足实际应用需求，因此Ip-Iq电流检测法的应用较为常见。

在应用Ip-Iq电流检测法进行检测的过程中，首先需要获得正弦信号及其对对应的余弦信号，在PLL锁相环节的支持，所获得信号与电网a相电压在频率和相位方面保持相同，在矩阵的作用下，自abc静止坐标系向dq0旋转坐标系令电流发生一定变化。在LPF的支持下，电流IpIq能够获得与基波相对应的ipiq，随着变换的逐步推进，最终可以对基波电流进行获得。基于包含谐波的电流以及基波电流出发，能够确定二者之间差值，进而获得谐波电流值。在实际应用过程中，谐波与无功补偿的同步进行，需要断开计算链条，并以反相检测电流来作为补偿电流。

1.3电流补偿控制技术

滞环电流控制与三角波调制控制是当前电流补偿控制过程中比较常用的两种技术方式，二者的实际应用范围存在一致性，但在细微之处存在差别，具体来说，滞环电流控制属于非线性闭环控制方式，实际应用过程中以给定电流为中心，在滞环比较器的作用下，能够形成一个滞环，表现为死区状态，对比反馈电流与给定电流可以发现，其中存在滞环比较误差，这就有助于对逆变器的动作进行控制，尤其是控制其开关，至此其自身使用功能得到发挥。就滞环电流控制的实际情况来看，动态响应的过程离不开电流反馈的支持，这就能够促进其速度加快，进而令抑制环发生一定变化，其扰动能力得到明显增强，进一步实现精准化控制，负载参数的影响得以有效降低，在满足使用需求的同时，能够实现功率开关保护，降低逆变器过流问题的发生几率。就传统滞环控制的应用情况来看，其存在的主要问题就是开关频率的固定性不足，在负载的影响下往往会出现频率变化的情况，导致电流缺乏稳定性，负载换路控制无法达到理想的效果。电流跟踪控制的实现，可通过滞环电流控制技术来实现，从而令电能质量得到明显改善。

2APF应用仿真

在仿真实验中，以APF为支持，令其采用Ip-Iq谐波检测法和滞环电流控制技术，在谐波污染与过大负载无功需求的电路中开展实验，可以发现通过APF能够同时补偿变化的谐波和无功，从而令电能质量得到明显改善。在本次仿真实验中，无功需求无法得到满足，导致电压波动出现，随着电压水平下降，谐波污染问题出现，导致电能质量受到影响，系统电流出现严重的畸变。而随着APF的应用，系统电压得以有效控制，并处于正常范围之内，就系统整体来看，电能质量问题得到有效解决，电能质量提升较为明显，这就为电力系统的安全稳定运行提供了可靠支持。

结语

通过以上研究可知，在电力系统运行过程中，通过APF实际功能的发挥，能够兼顾谐波与无功在频率和大小方面的具体变化，并实现有效补偿，从而降低谐波污染和电压波动等问题，令电能质量得到明显改善。因此在医院电力系统运行过程中，为满足电力能源使用需求，提升电能质量，有必要对APF进行合理化的推广应用。

参考文献：

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