有源電力濾波器(Active Power Filter,簡稱APF)是一種用於動態抑制諧波、補償無功的電力電子裝置。它的主要工作原理是基於三相電路瞬時無功功率理論,能夠針對不同大小和頻率的諧波進行快速跟蹤補償。APF的核心組成部分包括指令電流運算電路和補償電流發生電路。
指令電流運算電路 負責實時監視線路中的電流,並將模擬電流信號轉換為數位訊號。這些信號隨後被送入高速數位訊號處理器(DSP)進行處理,以分離諧波與基波。處理後的信號以脈寬調製(PWM)信號形式送往補償電流發生電路。
補償電流發生電路 根據PWM信號驅動IGBT或IPM功率模組,生成與電網諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流,注入電網以對諧波電流進行補償或抵消,從而主動消除電力諧波。
APF有兩種主要類型:並聯型和串聯型。並聯型APF主要用於治理電流諧波,而串聯型APF則主要用於治理電壓諧波等相關問題。並聯型APF通過採樣負載電流,分離出各次諧波,並控制輸出電流的幅值、頻率和相位,以快速回響並抵消系統中的相應諧波電流,實現動態諧波治理。
APF的工作原理可以概括為:通過電流互感器檢測負載電流,提取出負載電流中的諧波成分,然後傳送信號給內部控制逆變器,產生一個與負載電流大小相等、方向相反的諧波電流,注入電網以抵消原有的諧波電流,保證電網側的電流為純淨的基波電流信號,完成濾波任務。