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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。

有源滤波器与无源滤波器区别

有源滤波器工作原理

有源滤波器是通过向电网中注入与原有谐波电流幅值相等、相位相同、方向相反的电流
，使流入电源的总谐波电流为零；无源滤波器是根据电容电阻固有的阻抗特性
，对某一特定频率的谐波呈低阻抗，为负载谐波电流提供较低的阻抗通道
，与电网抗形成分流关系
，使大部分该频率的谐波电流流入滤波器而不流入电网。

无源滤波器工作原理

无源滤波器由LC等被动元件组成
，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道

；而有源滤波器由电力电子元件和DSP等构成的电能变换设备，检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流，补偿后的源电流几乎为纯正弦波，其行为模式为主动式电流源输出。

如何选择合适的有源滤波器

通常有源滤波器的谐波滤除范围和补偿能力受IGBT开关频率的限制
，针对变频整流类负载设备运行主要产生5次
、7次谐波的特点，利用PWM变流技术调节IGBT的开关频率，聚焦在2-13次谐波频率范围内，从而将APF功率单元在2-13次范围内谐波滤除能力进行有效扩充，对变频整流设备的谐波滤除能力载提高了35%以上。