新型三相有源滤波器整流器拓扑结构及其优势

"一种基于三相有源滤波器的整流器拓扑结构，旨在为非线性负载提供谐波和无功补偿。该拓扑结构与传统并联有源滤波器相比，具有更好的稳定性，能抑制由数字控制延迟引起的负荷与系统间的阻抗振荡。此外，它可以与无源滤波器并联运行，减少有源部分的容量，降低损耗和成本。通过简单的控制策略，实现了谐波和无功功率的综合补偿。文章通过理论分析和PSCAD/EMTDC仿真验证了拓扑结构的效能。" 该研究主要关注电力系统中的谐波污染问题，由于电力电子设备和非线性负载的广泛使用，谐波治理变得至关重要。有源电力滤波器（APF）作为一种动态补偿谐波的设备，其电路拓扑和控制策略多样。为应对谐波污染，IEEE-519等标准被制定出来，特别关注大型工业负荷的谐波管理。 尽管无源滤波器被用于谐波电流治理，但它们可能与电网阻抗产生谐振，影响滤波效果。为避免谐振，通常需要调整无源滤波器的谐振频率，但这会影响其滤波性能。同时，谐波电压会导致无源滤波器承受额外的谐波电流。 功率因数矫正电路（PFC）是改善三相非线性负载供电质量的一种方式，但其高昂的成本限制了其广泛应用。VIENNA整流器作为一种替代方案，通过连接三个简化单相PFC电路到共享的中间母线，降低了功率开关两侧的电压，但在某些工况下，交流侧电流谐波畸变仍然较大。 针对这些问题，该文提出的新型基于三相有源滤波器的整流器拓扑结构具有独特的优势。其有源滤波器在数字控制延迟下仍保持良好的稳定性，可有效抑制由控制延迟引起的系统振荡。此外，这种结构可以与无源滤波器并联，降低了有源部分的需求，从而减少了损耗和成本。控制策略简化，能够同时补偿谐波和无功功率，为非线性负荷的电能质量改善提供了新的途径。 理论分析和基于PSCAD/EMTDC的仿真结果证实了该拓扑结构在提高系统效率和稳定性方面的有效性。这项工作对于理解和优化电力系统中谐波补偿技术具有重要意义，特别是在处理非线性负载和提升整体电能质量方面。