『』有源电力滤波器与高压变频器相结合，可减小对电网的谐波污染

根据目前很多大中型企业使用的高压变频器存在的问题，如电网的谐波污染、电网功率因数低，而提出的将有源电力滤波应用在高压变频器上。将有源电力滤波器和高压变频器结合起来应用，能很好地实现节能减排，还能减小用电设备对电网的谐波污染和提高自身的功率因数。
随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好地解决，其应用领域和范围也越来越广泛，这使得高效、合理地利用能源（尤其是电能）成为可能。电机是国民经济中主要的耗电大户，高压大功率电机则更为突出，而这些设备大部分都有节能的潜力，大力发展高压大功率变频调速技术具有深远的意义。
有源电力滤波器（APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。目前有源滤波器主要应用在380V电压等级的用电设备上，对于高压等级的用电设备应用很少。
下面主要针对高压变频器不可控整流、半控整流功率因数低、谐波大、效率低等问题，提出将有源滤波器和高压变频器结合应用在用电设备上，从而实现高效、节能、环保。
1 有源滤波器的拓扑结构及原理

本文插图

图1 有源滤波器主电路及控制框图
有源滤波器同无源滤波器比较，谐波治理效果更好，可以同时滤除多次及高次谐波，且不会引起谐振。目前的有源滤波器均以低压为主，高压有源滤波器技术已经成熟，但是实际应用安全系数很低，国际普遍做法是以变压器升压，来保证其可靠性，国家相关部门也要求以变压器升压的形式和有源滤波器结合，治理高压谐波。
有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流中的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT ，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，从而达到滤波的目的。
2 高压变频器的拓扑结构及原理
高压变频器是指输入电源电压在3kV以上的大功率变频器，主要电压等级有3kV、3.3 kV、6 kV、6.6 kV、10 kV等。
高压变频器有高—低—高、低—高、高—高之分：

高—低—高方式高压变频器是将高压电源用变压器降压后，用低压变频器进行控制，再用升压变压器将电压升到电机使用的电压。一般高—低—高方式都用在小功率的高压电机做变频节能用。
低—高方式高压变频器是用低压变频器控制后，直接用升压变压器升到电机使用电压。该方式也是用在小功率高压电机变频节能用。
高—高方式高压变频器是直接用变频器多个模块级联组成，直接使用高压电源，直接输出高压供电机使用。高—高方式主要用在大功率高压电机做变频节能用。

目前大多数高压变频器厂家都是采用级联式方式，本文也是以级联式高压变频器为应用实例作分析。下图2为高压变频器系统结构图。