有源電力濾波器(APF)的抗干擾技術介紹

圖9 電源電壓干擾時，串聯APF的補償功能

4.3 串－并型APF
串－并型APF為串聯APF與并聯APF之組合，圖10為其組合拓撲。并聯APF配置在負荷側，能用于補償負荷諧波，而串聯APF置于電源側，可起到諧波的阻隔過濾作用。該拓撲又稱為萬能APF或統一電能質量調節器(UPQC)。串聯部分補償電源電壓諧波及電壓不平衡，作為諧波的閉鎖過濾器，并抑制電力系統的振蕩。并聯部分補償負荷電流諧波、無功功率以及負荷電流的不平衡。此外，它能調節直流線路的電容電壓。由并聯部分提供或吸收的功率是串聯補償器所要求的功率及為補償損耗需要的功率。該類APF的主要問題是控制復雜、造價高。

圖10 統一電能質量調節器(UPQC)

4.4 利用多級逆變器的新拓撲
一直處于研究階段的多級逆變器，最近被用于APF拓撲中，圖11為配有三級逆變器的并聯APF，今天在大多數的逆變器應用領域，三級逆變器已愈益普及，例如功率因數補償器。多級變換器的優點是能降低APF產生的諧波含量。因與普通變頻器比較，能輸出更多(>2級)的電壓，這一特點有利于減少濾波器本身產生的諧波。另一優點是能減少半導體電壓或電流的定額，以及減少所需的開關頻率。

圖11 采用3級逆變器的并聯型APF

多級逆變器應能建立多級的電壓，故輸出電壓的質量更佳。基于多段連接的“H”型變換器，并增配有3級不同的直流電壓源，這是產生很多級電壓的最新方法。利用該技術，僅需很少幾個串聯變換器即能獲得很好的電壓波形。在脈寬調制的同時，又能調幅。圖12所示，僅以每相4個“H”變換器(4段逆變器)就可產生 81級電壓的調幅，故可實現“無諧波”的APF特性。圖13為在實驗室完成的“4段81級”并聯型有源電力濾波器。

5 結束語

采用有源電力濾波器(APF)的抗干擾技術對抑制電力系統高次諧波，改善供電質量極其重要。文中介紹了采用有源電力濾波器(APF)的抗干擾技術，列舉了各種新穎實用的拓撲結構。隨著電力電子(PE)技術的飛速發展，這項技術仍在發展之中。

圖12 能調幅的“4段81級”逆變器(單相)

圖13 并聯型有源電力濾波器