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。

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。

有源滤波器的内部控制原理

有源滤波器的内部控制原理：

隔离开关合闸后，为防止上电后电网对直流母线电容器的瞬间冲击，有源滤波器首先通过软起电阻对直流母线的电容器充电，这个过程会持续几十秒。当母线电压Udc达到预定值后，主接触器闭合。直流电容作为储能器件，通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。

APF有源滤波器通过外部CT实时采集电流信号送至信号调理电路，然后再送至FPGA控制器。控制器将基波成分分离，提取出所有的谐波，将采集到的谐波成分和APF已发出的补偿电流比较得到差值作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT变换器将补偿谐波电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。