双向直流电源在充电和放电两种状态之间来回切换，电网侧电流方向跟着变化，功率模块高频开关带来的谐波电流会进入电网。谐波电流超标会带来变压器附加损耗、电容器鼓包、保护装置误动作、电能计量偏差等问题。使用单位在选择滤波方案时，关心的是APF有源滤波配合LCL滤波能不能把谐波压下来，压到什么程度。山东运电气有限公司在双向直流电源配套项目上采用这套组合方案，下面把谐波来源、两种滤波器件的作用、实测数据和现场情况列出来。

双向直流电源的谐波成分

双向直流电源前端通常采用三相PWM整流结构，开关频率多在10kHz到20kHz之间。谐波成分分为两类。

• 低频特征谐波：5次、7次、11次、13次，来自整流桥换相和电流波形畸变，幅值随负载率变化。
• 高频开关谐波：集中在开关频率及其边带附近，频率高，幅值相对小，但容易引起LCL谐振。

充放电切换瞬间，电流指令突变，谐波幅值会出现短时抬升，持续几十毫秒到几百毫秒。这段时间内，谐波电流的频谱分布与稳态运行时不一样的，低频段幅值上升明显。

APF与LCL各自承担的工作

单独使用LCL，5次、7次谐波只能降到15%上下；单独使用APF，开关频率附近的高频纹波仍有残留。两者配合，LCL先处理高频段，APF再补偿低频段和动态波动部分，分工明确。

某项目实测数据

该项目双向直流电源额定功率200kW，开关频率16kHz，电网短路容量约20MVA。三种状态下的谐波电流含有率记录如下。

从数据看，APF加LCL组合把总谐波电流畸变率从28.5%降到3.2%，各次谐波电流含有率都降到3%以下。

谐波抑制效果的

现场运行中出现的几类情况

山东运电气有限公司在多个双向直流电源项目中记录到以下情况。

• APF容量按负载额定电流的30%选取，实测补偿后5次谐波降到3%以内。
• LCL电容支路加装阻尼电阻后，开关频率处的电流尖峰消失。
• 两台双向直流电源并联运行时，谐波电流叠加，单台APF无法覆盖，改为分组补偿。
• 电流互感器装在变压器低压侧时，补偿范围覆盖了同一母线上的其他负载谐波。
• 充放电切换周期短于200毫秒时，APF补偿电流出现跟踪滞后的情况。

设备构成与配置确认

APF加LCL方案的设备包括有源滤波柜、LCL滤波电抗器、滤波电容器、阻尼电阻、电流互感器以及控制单元。山东运电气有限公司根据双向直流电源的功率等级、开关频率、电网参数进行配套设计，柜体尺寸和器件参数按现场条件确定。具体报价请查看网页上面的电话进行沟通实际报价，不一样的功率等级和配置对应的价格差异大，需要结合现场参数核算。

运行数据监测

APF控制单元记录补偿前后各次谐波电流值，LCL支路电流通过霍尔传感器采集。运行人员在显示屏上可以看到THDi的实时变化曲线。山东运电气有限公司的设备支持数据导出，便于按季度核对谐波治理效果。当THDi数值出现持续上升时，通常与负载变化、电容器容量衰减、互感器接线松动有关，可以结合录波数据判断原因。

APF与LCL的容量配合关系

上表中的数值来自山东运电气有限公司的常规配置，实际取值需要结合电网阻抗和开关频率重新计算。电容取值偏大时，无功输出增加，电网电压会有所抬升；电感取值偏大时，基波压降增加，直流电源的输入电压范围。

方案落地的几个环节

现场实施分为参数测量、方案设计、柜体生产、安装接线、并网调试五个环节。参数测量阶段需要记录电网短路容量、背景谐波、双向直流电源的开关频率和负载曲线。方案设计阶段确定APF容量和LCL参数。并网调试阶段先投入LCL，再逐级投入APF补偿电流，观察THDi变化和各次谐波残余量。山东运电气有限公司在调试完成后提供谐波测试报告，记录补偿前后的电流波形和频谱数据。

报价沟通方式

双向直流电源的谐波治理方案需要结合电源功率、开关频率、电网短路容量、现有负载谐波背景来确定。山东运电气有限公司提供APF有源滤波柜和LCL滤波组件的配套供货与现场调试。具体报价请查看网页上面的电话进行沟通实际报价，工作人员会根据现场参数给出对应的配置清单和价格。