有源混頻器（APF）在工程應用中，首先要考慮的是成本和技術可行性。 因此，圍繞APF如何適應大容量、大電流、低成本和多功能的要求，結合無源混頻器PF的工作特點，Akagi和Mohan等學者提出采用無源混頻器PF和有源混頻器APF組成的互補混合組合形式——混合式有源功率混頻器（HAPF），又稱電力線功率調節器（Power...
有源混頻器（APF）在工程應用中，首先要考慮的是成本和技術可行性。 因此，圍繞APF如何適應大容量、大電流、低成本和多功能的要求，結合無源混頻器PF的工作特點，Akagi和Mohan等學者提出采用無源混頻器PF和有源混頻器APF組成的互補混合組合形式——混合有源功率混頻器（HAPF），又稱電力線功率調節器（，簡稱APLC）。
它將PF結構簡單、容量大的特點與APF補償性能好的優點有機地結合起來，進行紋波電壓補償和消除干擾，較好地解決了配電系統中出現的大部分電能質量問題。 性價比高。
由無源和有源混頻器組成的混合混頻器有兩種基本連接方式：串聯混合混頻器（SHAPF）、并聯混合混頻器（PHAPF）和串并聯混合有源功率混頻器。
系列混合攪拌機 (SHAPF)
彭方正于1988年提出了由串聯APF和并聯無源混頻器PF組成的混合有源功率混頻器（Power，簡稱SHAPF），其結構如圖4所示，其中APF可以看作是壓控電流源，因為PF的存在使得電源電流無法直接加到APF的逆變橋上。 大部分紋波由低成本的無源混頻器濾除，因此APF的容量可以很小，而器件的容量可以做得很大。
串聯APF可以看作是與系統串聯的受控電流源，其輸出電流與紋波電壓成反比。 該方案結合了無源混頻器和有源功率混頻器的優點，混頻性能好，但容量較小，易于應用于大電流系統； 缺點是對電網中的紋波電流特別敏感。 。
圖 4 由串聯 APF 和并聯 PF 組成的混合有源功率混頻器的結配置
并行混合混合器 (PHAPF)
并聯混合混頻器的PHAPF結構分為并聯APF和并聯PF組成的混合有源功率混頻器、并聯APF和串聯PF組成的混合有源功率混頻器。 主要適用于APF、PF分段抑制紋波的場合，如APF抑制低頻段，PF抑制高頻段，反之亦然。
圖5 并聯APF和并聯PF組成的混合有源功率混頻器的結點分布
圖5所示為并聯APF和并聯PF組成的混合有源功率混頻器的結點和布局。 PF主要補償高階紋波，是聯發科混頻器。 APF起到紋波補償的作用，因此APF的容量很小。 而且并聯APF和并聯PF的結構要承受基波電流，不適合高壓系統的應用； 同時，APF與PF之間、電網與APF之間都存在紋波通道電芯串聯和并聯區別，這可能會使APF注入電網的紋波流入PF和系統。
圖6顯示了由并聯APF和串聯PF組成的混合有源功率混頻器的光分布。 該方法中，由于PF主要補償紋波和無功功率，因此PF器件體積較大，成本較高，不適合大規模應用。 容量無功補償場合。
APF對PF起到補充作用。 APF去除了殘余紋波電壓，改善了PF的檢測特性，同時消除了PF與系統阻抗之間的諧振以及參數變化對混頻系統性能的影響。 APF不承受交流電源基波電流，因此裝置容量較小，初期投資較低。 同時具有安裝維護簡單、無功、紋波補償療效好等特點。
但由于變壓器的耦合效應，基波無功電壓流經APF，降低了APF的容量，限制了APF在小型變電站的應用。
圖 6 由并聯 APF 和串聯 PF 組成的混合有源功率混頻器的結配置
串并聯混合有源功率混合器
1994年等提出了串聯APF和并聯APF混合的方法，結合串聯APF和并聯APF的優點，組成完整的用戶電力裝置，解決電能質量的綜合問題，稱為統一電能質量調節器（UPQC）。 原理框圖如圖7所示。
串聯的APF將電源與負載和無源混頻器隔離，防止電源的紋波電流流入負載端，同時防止負載的紋波電壓流入無源混頻器; 并聯的APF提供了零阻抗紋波大道，使得負載中的紋波電壓不會在無源混頻器上形成紋波電流。
因此，這些統一的電能質量調節器可以實現短時不間斷供電、儲能、無功補償、紋波抑制、消除電流波動和閃變、維持系統電流穩定等功能。 它們被認為是最理想的有功功率混頻器結構。 這些結構可用于單相和三相系統。 其主要缺點是成本高、控制復雜。
圖 7 串并聯混合有源功率混合器結照明
如今，電力電子器件的應用越來越廣泛電芯串聯和并聯區別，紋波污染問題也越來越嚴重。 有源功率混頻器是整流紋波的有效工具，是解決當前我國電能質量污染嚴重狀況的有效措施。
由于有源功率混頻器容量大、成本高，運行時需要消耗大量電能，制造大功率、響應速度快的有源功率混頻器存在一定難度，限制了推廣以及 APF 的使用。 特別是在變電站或小型工礦企業等高壓大功率場合，無法應用。
因此，進一步改進和增強混合型有源功率混頻器的組合方案和工作性能以滿足各種補償要求已逐漸成為紋波抑制領域的熱門研究課題，也是有源混頻技術的發展方向。未來。
（本文選自《電氣技術》，原標題為《有源混頻器在電網紋波調節中的應用》，作者為李崇華。）
有功功率
