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有源滤波器的补偿电流控制方法有哪些

为了保证电力系统的正常运行，控制谐波危害，市面上出现了无源滤波器和有源滤波器产品。有源滤波器因为可以解决无源滤波器易受电网阻抗和运行状态影响与系统发生谐振的问题，因此有源滤波器的发展前景好。下文分条阐述有发展前景的有源滤波器的补偿电流控制方法。

1.无差拍控制与差拍控制法

无差拍控制是一种在电流滞环比较控制技术上发展起来的全数字化控制技术。这种有源滤波器补偿电流控制方法利用前一时刻补偿电流的参考值和实际值，计算出下一时刻的电流参考值及各种开关状态下的逆变器电流输出值，然后选择某种开关模式作为下一时刻的开关状态，从而达到电流误差等于零的目标。利用该方法控制有源滤波器的补偿电流，具有动态响应快且易于计算机执行的优点。

2.单周控制法

又称积分复位控制法，具有调制和控制的双重性。其基本思想是控制有源滤波器开关占空比，在每个周期内强迫开关变量平均值与控制参考量相等或成比例。单周控制能在一个周期内自动消除稳态、暂态误差，前一周期的误差不会带到下一周期。这种控制有源滤波器的补偿电流的方法具有反应快、开关频率恒定、鲁棒性强、易于实现、控制电路简单等优点。

3.模糊控制法

模糊控制法在有源滤波器中主要用于优化占空比和电压外环的跟踪控制（即直流侧电压控制）。将模糊控制应用于开关占空比的优化和控制，能从开关本身的特性出发解决电流跟踪问题，提高系统的动态性能，也可以在其他的控制方法中引入模糊的概念以改善其他控制方法的不足。

综上来说，有源滤波器的补偿电流控制方法包括无差拍控制与差拍控制法、单周控制法、模糊控制法。此外，可信赖的有源滤波器厂家也会引入空间矢量调制方法，采用不连续开关方式调制时，开关器件的损耗降低，调制方法便于数字实现。

有源滤波器的优势和市场需求

电力电子装置和非线性负载的普遍使用，使大量谐波电流注入电网，导致电网谐波污染：严重威胁电网和用电设备的安全运行及正常使用。因此，对电力谐波进行有效治理设备的需求日益增加。

无源电力滤波器(PPF)来解决电力谐波问题存在许多缺点。如PPF针对特定频率的谐波，只能滤除特定次数谐波;PPF存在着与电网发生谐振的可能性，并且对电网阻抗和频率变化十分敏感;PPF体积大、损耗多等。而利用有源电力滤波器进行谐波治理是今后的一个发展趋势。

有源电力滤波器(APF)是一种用于动态**谐波、补偿无功的新型电力电子装置，能对频率和大小都变化的谐波和无功进行补偿，正好填补PPF的缺点，获得比PPF更好的补偿特性，是一种理想的电力谐波治理装置。现如今，国际上已开始在工业和民用设备上使用APF，并且单机装置的容量逐步提高，其应用领域从补偿用户自身的谐波向改善整个电力系统供电质量的方向发展。

与传统的PPF相比，APF具有明显的性能优势，下表为APF与PPF的主要技术性能对比。APF技术是电力谐波治理技术的重要发展方向，安装APF可以有效滤除系统中的电力谐波，消除由于谐波导致的各种问题。安装、使用APF的意义主要包括以下几个方面：

(1)消除各次电压、电流谐波对电网的污染和干扰，满足标准的要求。

(2)改善电压质量，提高设备运行安全性和可靠性，降低设备温升和损耗。

(3)提高系统功率因数，提高线路和电力设备利用率。

(4)防止系统共振，提高系统运行稳定性，预防设备故障，保障系统安全。

(5)降低电力损耗、提高设备效率，节约电能。

有源滤波器技术特点

(1)既补偿谐波又补偿无功

(2)克服了无源滤波器易受电网阻抗影响，易发生谐振的缺点

(3)有源、无源混合使用，发挥各自优点，使用成套装置容量大、成本低、性能好

(4)可多台组合扩展容量；

(5)抑制系统过电压，改善系统电压稳定性

(6)阻尼电力系统功率振荡；

(7)在负荷侧，能抑制电压闪变、补偿负荷不平衡、提高系统功率因数。

有源滤波器技术参数

额定工作电压 1140V/660V/380V/220V

额定频率 50Hz

额定谐波补偿容量 50A-800A

整机功耗 小于容量的3%

抑制谐波效果 符合国内国际相关标准，稳态THD可降低至5%以下

接线方式 三相三线，三相四线