并联型无源电力滤波器的常见类型分析

电力系统中的电力滤波器按其滤波（补偿、抑制或消除）原理不同分为两大类：

1）无源电力滤波器。采用电力电容器、电抗器和电阻经适当的组合而成的滤波器被称为无源滤波器或LC滤波器。

2）有源电力滤波器。采用电力电子开关型变流器构成的电力滤波器称为有源电力滤波器，按其补偿对象和接入电力系统的方式又分为

①并联型有源电力滤波器：将开关型电力电子变流器的输出端并联在电网节点（负荷）上，输出谐波电流注入电网，注入电网的谐波电流与负荷中的谐波电流大小相等，从而补偿电网线路中的谐波电流。

②串联型有源电力滤波器。将电力电子变流器的输出端串联在电力系统线路上，变流器输出的谐波电压串联注入线路，与线路节点上的谐波电压大小相等方向相反，从而补偿电力系统中的谐波电压。

采用电力滤波装置就近吸收谐波源所产生的谐波电流，是抑制谐波污染的有效措施。采用由电力电容器、电抗器和电阻器适当组合成的LC无源滤波装置进行滤波，具有效率高、结构简单、及维护方便等优点，因此无源LC滤波是目前广泛采用的抑制谐波的主要手段。但无源滤波器是通过在系统中为谐波提供并联低阻通路，以起到滤波（实为吸收谐波电流）作用。其滤波特性是由系统和滤波器的阻抗比决定的，因而存在以下缺点：

1）滤波特性受系统参数影响较大，有可能与电网阻抗发生谐振；(www.xing528.com)

2）只能消除特定频率的谐波，对某些次谐波还可能产生放大作用；

3）谐波电流增大时，滤波器负担随之加重，可能引发事故；

4）滤波电容器参数随着电容器介质老化容易发生变化，会使滤波效果变差；

5）金属材料消耗多，重量体积大。

随着电力电子技术的不断发展，在20世纪70年代初期，提出了有源电力滤波器（Active Power Filter，APF）概念，其基本原理是利用电力电子开关变流器向电网并联注入（或串联注入）与线路中原有的谐波电流（或谐波电压）幅值相等、相位一致的谐波补偿电流（或电压），使电源线路中总谐波电流（或节点谐波电压）为零，达到补偿原线路中的谐波电流（电压）的目的。1976年美国西屋电气公司的L.Gyugyi提出利用大功率晶体管组成的PWM逆变器构成的APF消除电网谐波。20世纪80年代以后，随着大功率可自关断器件的不断商品化，以及对非正弦条件下无功功率补偿理论的深入研究，推进了APF的研发和工程应用。与无源滤波器相比，APF可控性好、能快速响应补偿要求，具有极其优良的补偿功能。

APF具有着无源滤波器所不具备的技术优势，但目前要想在电力系统中完全取代无源滤波器还不太现实。这是因为与无源滤波器相比较，目前APF的成本较高，限制了APF推广使用。因此经济、实效、可行的滤波系统应是无源LC滤波器与有源滤波器的组合使用。