5 并联型有源滤波器的应用限制条件
美国对有源滤波的研制较早，自1970年已有文献报导，而进入实用阶段则是1987年左右的事，可一直(指1998年止)没有文章讨论并联有源滤波器paf对电压型滤波器的适用限制条件，见文献[6]，该作者说不能盲目应用paf，它不是万能的，不是万金油。笔者查阅国内作者的有关paf的论述也几乎全是产品研究设计方面的，关于paf的特性和应用条件方面的,只有文献[5]的两句话:“在多数情况下，paf主要用于补偿可以看作电流源的谐波源”
文献[6]的结论是:如果并联有源滤波器paf对电压型谐波源产生的谐波进行滤波而且变频器的交流侧线路总阻抗(以变频器额定功率为基数的相对值zl%)很低的话，则会有下列严重不良后果(参见图4):
图4 对电压源型谐波的paf基本原理图
图4中: is—电源电流;
zs—电源系统阻抗(相对值，基数同zl);
ic—paf产生的补偿电流;
g—等值传递函=ic/il;
zl—谐波源的总等值阻抗包括前端外串入
的线路电抗器。
(1) paf对谐波而言是很低的阻抗，和zs并联后，使等值总阻抗zs变小，使谐波电流il增加，如果zl也很低(趋近于0)的话，会使il明显增加(此时paf有正反馈作用，此种场合使用无源滤波器，也会使谐波电流增加，但不会产生正反馈作用)，并使变频器过负载。
电源电流中仍保留有谐波电流
文献[6]用了一套方程式来说明上述结论，对方程式有兴趣的读者可参看原文。笔者更愿从电学原理上来理解。电压型谐波源的内阻本身就低，在没有外串线路电抗器的条件下，将低阻抗的paf并联在交流电源系统的低阻抗zs上(它们对谐波源vl来说都是负载阻抗)，肯定会使谐波电流il增加(和不接入paf相比)，并使is保留较多的谐波电流，使paf的滤波效率恶化，达不到is中没有谐波电流的预期效果。
文献[6]还用现场试验来证明，试验的系统配置如图5所示。
图5 现场试验的系统配置图[6]
图5中的lr、cr和rr形成一小的滤波器以减少paf产生的pwm开关脉冲，谐波源是60kw变频器，paf是50kva商业产品。现场试验结果列成表格如表1所示:(文献[6]有示波图，本文略)
表1 paf对电压型谐波源的试验后果
试验结果与理论计算(略)相符合。
文献[6]的结论是:为了达到要求的滤波效果，在变频器前要串一个最少为6%电抗值的线路电抗器。如果不滤波，此电抗可减少;因为还有变压器的电抗，后者的影响和变频器的功率大小有关。在变频器前串入线路电抗器的效果在文献[2]表3中已有说明，表3中的rsc即线路电抗器相对值的倒数，6%即rsc为16.6(忽略电源系统的电抗，其值与xl相比可能很小)此时的i5/i1≈0.25。在笔者的另一文献[3]曾建议串入的电抗值为3～5%，变频器制造厂家也大都可成套配备并内置电抗值小于6%线路电抗器。这里没有考虑paf，如果考虑到低压电源系统配置有paf，相当于极大地降低了电压型滤波源的负载阻抗(见图3)，此时，在变频器前串入一个至少为6%电抗值的线路电抗器就很有必要，除非paf是装在变频器的高压侧，则变压器的漏抗可看作变频器的xl，但是要考虑变压器和变频器功率比值的换算系数。变频器前串入线路电抗器除了能降低谐波电流，使paf能发挥要求的滤波功能(电网电压清洁)外，还有附带的其它的好处[3]，如进一步降低变频器中间环节大电容所引起的合闸冲击电流，抑制变频器和低压系统的交互传导骚扰，降低由于电压和装置参数不平衡引起的线电流不平衡，改善邻近的功率因数的并联电容器的工作条件，但也带来一些缺点，除增加了变频装置的体积、重量和能耗，还使变频器的端电压降低，因此在美国并不推荐paf来补偿变频器的谐波电流，而是采用串联有源滤波器saf，见文献[7]，由于saf尚未在国内市场上出现，目前在国内，如果需要发挥paf补偿电压型谐波电流的性能优势，串入电抗器是不得不采用的办法。串入电抗器后采用paf对付电压源型谐波电流还是合适的。
6 有源滤波器paf与无源滤波器ppf的并联问题
问题的关键是:对并联的期望目标是什么？这里paf虽然性能优异，但价格高，ppf价格相对便宜，但性能有限制，并联之后能否取长补短发挥各自的优势？这就是待讨论的问题，且有待实验验证。
6.1 ppf并联时的特性
为简单计，以5次谐波为例，前面已谈到，单调谐的ppf是l和c串联，理论上对5次谐振，则有xl=4%xc,没有了感抗或容抗，只剩下电阻(等值于l的铜耗加上c的介质损耗)，实际上，为了降低风险，往往是xl＞4%xc,因此对5次而言，它是感抗加上电阻的z5，它应该比电源系统的阻抗要少得多，否则就起不了对i5并联分流的有效滤波作用，但是如果谐波参数不稳定，例如谐波频率有可能小于250hz时，故z5又不可以很小。
6.2 paf并联时的特性
这里也以5次谐波为例。所谓有源滤波器paf，系根据互感器滤波的测量，可以在paf内产生一个和负荷电流中的谐波电流同相位同幅值的谐波电流，从等值电路来看，在paf接入电源点没有谐波电压，这在前面已有解释。从这个意义上来说，有电流没有电压就是没有阻抗，它完全吸收掉负荷产生的谐波电流i5，一点也不流向系统，但是实际上由于paf的测量误差，控制的时滞等因素的影响，不可能完全补偿，但与ppf相比，滤波效率肯定是高多了。目前通常的解释是paf向系统注入反向i5，笔者的解释是paf吸收负荷电流中的i5，解释说法不一，但效果一样，即系统中没有了i5，故paf是很低的阻抗z5。
6.3 按滤波的谐波次数分工负责处理[7]
将ppf和paf并联后，由无源的ppf负责过滤较高次谐波，而由paf过滤较低次如5次、7次谐波，这可以降低paf装置中pwm技术的开关频率，从而降低技术难度。但是现在的paf市售商品已可以补偿高至50次谐波，同时过滤的谐波达20种而并不需要ppf的支持，再则较高次谐波在整个谐波电流中所占比例量小，所以ppf和paf这样分工不会带来经济上技术上的好处。
6.4 大谐波电流中的恒定部分由ppf处理，其波动部分及其它小谐波电流由paf处理。
这是一种设想，能否实现还得由产品厂家试验后认可，因为现有商品paf并未考虑这种并联应用。美国是开发paf最早的国家，所见他们的论文中，并没有提及这种方案。不是不可以并联，而是并联后的技术指标受到ppf的限制，道理很简单:并联后，为了要使ppf能分流，必须提高paf的等值阻抗，这岂不是劣化了paf的优异性能。虽然劣化了有时也是可以接受的。当然，现在不必忙于结论，可以继续研究、试验、论证。
7 并联滤波器的配置点及配置原则探讨
现已有主张集中滤波和就地分散滤波相结合，即将单点量大的谐波就地过滤，同时将多点的量小的谐波集中设置过滤，愿望是好的，但不是技术上难度大，就是经济上也不一定合算，故提出此原则对同一电压等级来说似乎为时尚早。
7.1 滤波器并联在同一电压等级上
对低压来说，似乎并无必要，因配电变压器功率有限，低压网络覆盖的面积也有限，因此分散装置在技术上经济上得不到补偿。
对中压来说，无论高压/中压变压器的功率和中压网络的范围均有很大增加，集散布置有了可能，如全部采用paf，则要慎重选择配置点，否则，反而会增大谐波电流和谐波电压(由于谐波电流的环流)［8］。这个方案，对我国尚不现实。
如果全部采用ppf，则很难达到预期效果，分散配置的ppf很可能不是轻载就是过载，而且可能引发多重谐振，即滤波器之间的或滤波器与电源系统间的，因而技术上有难以克服的障碍。如果混合采用ppf和paf，则因其并联如前所述已有困难，故目前也尚不现实。
7.2 滤波器并联在不同电压等级上
具体来说就是:当谐波源是低压时，并联滤波器设置在低压和中压应如何考虑。如果将滤波器设在中压上，低压的电压质量还不符合标准时，则理应在低压侧设置滤波器。如果低压侧的谐波量虽然大，但低压的电压质量尚可，需要的话，此时的滤波器宜设在哪一侧呢？笔者认为应该考虑在低压侧设置的可行性，因为:
(1) 低压滤波器ppf和中压电源系统之间，串有配电变压器，它的漏抗是电源系统电抗的主要成分，要判断它和ppf之间是否有串联或并联谐振比较容易;
