In the last decade several solution

In the last decade several solutions have been developed in or der to mitigate the mains current harmonic content. This research area has reached a major importance because the number of non- linear loads, which are responsible for the grid current shape deformation, has drastically increased in the latest years.
The most effective solutions, designed to work out this problematic, are designated by shunt active power filters - SAPF in short. Different kinds of topologies are available but the most common are the ones based on the multi-phase or single-phase half-bridge inverter with inductive decoupling. Classical topologies, such as those, oblige the use of switching devices rated to operate at voltages equal or above the line voltage. This represents a severe limitation when intending to build SAPFs for medium voltage grids. For this reason, classical topologies are now becoming replaced by new hybrid topologies, aiming to be more reliable and less expensive. These new solutions allow the reduction of the voltages of both the storage capacitors and the switching devices to voltages lower than the mains peak voltage. This particularity is accomplished by means of introducing an extra passive filter between mains and the inverter. The most common solutions make use of series connected LC passive filters, tuned at the frequency of the mains current moat significant harmonics.
Given the huge boom observed in the use of electronic devices and the consequent increase of the mains current harmonic content, power grids without any kind of harmonic compensator became very sensitive to power quality problems and their related undesirable effects recalling for harmonic compensation not only at the distribution level but also at the local consumer level.
The above mentioned effects are nowadays very familiar to the scientific community since they represent a serious challenge. The list bellow exemplifies only the most common:
• Electromagnetic compatibility problems.
• Wave shape distortion of mains voltage and current.
• Extra dissipative losses.
• Electromagnetic radiation.
• Ruptures in balanced three-phase neutral buses.
Therefore, a great amount of effort has been made in order to minimize all those unwanted effects and their quite expensive consequences. Among others, two different important policies have been adopted to reach the previous intend:
 Legislate electronic products according to their specific characteristics and use purposes, assuring that the produced harmonic content does not exceed the standard stipulated maximum.
 Develop electronic systems with capability to compensate the mains harmonic content by means of specific current injection.
The work presented in this paper is focused on the second case. The mains purpose is to cancel the mains current harmonics by main of injecting a controlled current with a frequency spectrum equal in amplitude and in opposite phase to the spectrum of the mains current. This true for all frequencies except for the fundamental that should not be compensated. This last principle can be accomplished by different topologies, resulting in more or less expensive, and, more less bulky solutions that must be considered according to their specific applications.
The first objective of this paper is to present a new solution capable of reducing the operating voltages of the inverter semiconductors to quite inferior rates then previous observed. The theoretical, simulated, and experimental results show that it is possible to operate the proposed SAPE inverter at voltage rates that can be lower than 10% of the mains voltage amplitude, in contrast to the existing hybrid solutions that typically operate at voltage rates not inferior to 50%, or in some cases 30%, of the mains voltage amplitude. In consequence, the inverter semiconductor devices become cheaper and their switching performance and reliability increase. Another advantage is the fact that low voltage rated converters may be applied even in medium voltage power filtering applications.

Результаты (русский) 1:

В последнее десятилетие были разработаны несколько решений или der для уменьшения текущего гармонического содержимого сети. Эта область исследований достигла важное значение, поскольку число не - линейные нагрузки, которые отвечают за текущей формы деформации сетки, резко увеличилось в последние годы. Наиболее эффективные решения, предназначенный для работы, это проблематично, назначенных шунт активной мощности фильтры - ГНПФ короче. Доступны различные виды топологий, но наиболее распространенными являются те, на основе многофазных или однофазный инвертор половина моста с индуктивной расстыковки. Классические топологии, например, обязать использование переключения устройств, которые способны работать при напряжениях, равных или выше линии напряжения. Это серьезное ограничение, когда намереваясь построить SAPFs для сетей среднего напряжения. По этой причине классической топологии становятся теперь заменены новые гибридные топологии, стремится быть более надежным и менее дорогим. Эти новые решения позволяют снизить напряжения конденсаторы хранения и переключения устройств для напряжения ниже, чем пиковое напряжение питающей сети. Эта особенность осуществляется путем внедрения дополнительных пассивного фильтра между питающей сети и инвертор. Наиболее распространенные решения позволяют использовать серии подключенных LC пассивные фильтры, настроенные на частоте питающей сети текущего moat значительные гармоники. Given the huge boom observed in the use of electronic devices and the consequent increase of the mains current harmonic content, power grids without any kind of harmonic compensator became very sensitive to power quality problems and their related undesirable effects recalling for harmonic compensation not only at the distribution level but also at the local consumer level. The above mentioned effects are nowadays very familiar to the scientific community since they represent a serious challenge. The list bellow exemplifies only the most common:• Electromagnetic compatibility problems.• Wave shape distortion of mains voltage and current.• Extra dissipative losses.• Electromagnetic radiation.• Ruptures in balanced three-phase neutral buses. Therefore, a great amount of effort has been made in order to minimize all those unwanted effects and their quite expensive consequences. Among others, two different important policies have been adopted to reach the previous intend: Legislate electronic products according to their specific characteristics and use purposes, assuring that the produced harmonic content does not exceed the standard stipulated maximum. Develop electronic systems with capability to compensate the mains harmonic content by means of specific current injection. The work presented in this paper is focused on the second case. The mains purpose is to cancel the mains current harmonics by main of injecting a controlled current with a frequency spectrum equal in amplitude and in opposite phase to the spectrum of the mains current. This true for all frequencies except for the fundamental that should not be compensated. This last principle can be accomplished by different topologies, resulting in more or less expensive, and, more less bulky solutions that must be considered according to their specific applications. The first objective of this paper is to present a new solution capable of reducing the operating voltages of the inverter semiconductors to quite inferior rates then previous observed. The theoretical, simulated, and experimental results show that it is possible to operate the proposed SAPE inverter at voltage rates that can be lower than 10% of the mains voltage amplitude, in contrast to the existing hybrid solutions that typically operate at voltage rates not inferior to 50%, or in some cases 30%, of the mains voltage amplitude. In consequence, the inverter semiconductor devices become cheaper and their switching performance and reliability increase. Another advantage is the fact that low voltage rated converters may be applied even in medium voltage power filtering applications.

Результаты (русский) 2:

В последнее десятилетие несколько решений были разработаны или дер для уменьшения сетевого тока содержание гармоник. Эта область исследований достигла большое значение , так как количество нелинейных нагрузок, которые отвечают за текущей деформации формы сетки, резко возросло в последние годы.
Наиболее эффективные решения, предназначенные для разработки этой проблематики, обозначаются шунт активные фильтры питания - ГНПФ короче. Различные виды топологий доступны , но наиболее распространенными являются те , на основе многофазных или однофазной полумостовой инвертор с индуктивной развязкой. Классические топологий, такие как, обязывает применение переключающих устройств рассчитаны на работу при напряжениях , равных или выше напряжения линии. Это представляет собой серьезное ограничение , когда желая построить SAPFs для сетей среднего напряжения. По этой причине, классические топологии теперь становятся заменены новыми гибридными топологий, стремится быть более надежным и менее дорогим. Эти новые решения позволяют снизить напряжений обоих конденсаторов хранения данных и переключающих устройств на напряжение ниже , чем в сети пикового напряжения. Эта особенность достигается путем введения дополнительного пассивного фильтра между сетью и преобразователем. Наиболее распространенные решения делают использование последовательно соединенных LC пассивных фильтров, настроенный на частоту сети тока рва значимых гармоник.
Учитывая огромный бум , наблюдаемый в использовании электронных устройств и , как следствие , увеличение сети гармоники тока контента, электрических сетей без любой вид гармонической компенсатором стал очень чувствительным к проблемам качества электроэнергии и связанных с ними нежелательных эффектов , напоминающих для гармонической компенсации не только на уровне распределения , но и на местном уровне потребителя.
упомянутые выше эффекты в настоящее время очень хорошо знакомы с научным сообществом , так как они представляют серьезной проблемой. В списке ниже служит примером только самые распространенные:
• проблемы электромагнитной совместимости.
• Волновая форма искажения сетевого напряжения и тока.
• Дополнительные диссипативных потерь.
• Электромагнитное излучение.
• Разрывы в симметричных трехфазных нейтральных шин.
Таким образом, большое количество усилий было сделано для того , чтобы свести к минимуму все эти нежелательные эффекты , и их весьма дорогостоящие последствия. Среди прочего, две разные важные политики были приняты для достижения предыдущего намерены:
 Законодательно электронные продукты в соответствии с их специфическими характеристиками и целями использования, гарантируя , что образовавшаяся содержание гармоник не превышает стандарт предусмотрен максимальный.
 Разработка электронных систем со способностью компенсировать соответствие напряжения сети гармоник с помощью специфической инжекции тока.
работа , представленная в данной работе сосредоточено на втором случае. Сетевой цель состоит в том, чтобы отменить гармоники тока питающей сети по Основным инъекционного контролируемого тока с частотным спектром , равный по амплитуде , так и в противоположной фазе к спектру сетевого тока. Это верно для всех частот для фундаментальной , которые не должны быть компенсированы за исключением. Этот последний принцип может быть достигнуто с помощью различных топологий, что приводит к более или менее дорогими, и, более менее громоздкие решения , которые должны быть рассмотрены в соответствии с их конкретными приложениями.
Первая цель настоящей работы является представить новое решение , способное снижать эксплуатационные напряжения инвертора полупроводников весьма низкого качества, то ставки предыдущего наблюдается. Теоретические, имитацию и экспериментальные результаты показывают , что можно эксплуатировать предложенный Sape инвертор по ставкам напряжения , которые могут быть ниже , чем 10% от амплитуды напряжения сети, в отличие от существующих гибридных решений , которые обычно работают при скоростях напряжения не ниже до 50%, а в некоторых случаях 30%, амплитуды напряжения сети. В результате, инвертор полупроводниковые устройства становятся все дешевле и их переключение производительность и повысить надежность. Еще одним преимуществом является тот факт , что низкие преобразователи напряжения рейтинга могут быть применены даже в приложениях среднего напряжения фильтрации питания.