近年來,由電網非線性負荷引起的諧波問題日益受到重視,而有源電力濾波器與傳統的無源濾波器相比,具有可以同時實作諧波和無功動态補償,響應快;受電網阻抗影響小,不容易與電網阻抗發生諧振;跟蹤電網頻率變化,補償性能不受電網頻率變化的影響等優點,是以采用有源電力濾波器已成為諧波補償的一種重要趨勢。
有源濾波器實際上可以稱為任意波形發生器,或者可稱為可控非線性元件。其工作原理就是根據所檢測到的負荷諧波電流分量來控制有源濾波器,使其發出一個相反的諧波電流,這樣在系統中将不含有這個諧波電流成分,進而起到補償作用。理論上講,有源濾波器可以對任意諧波電流進行補償，其原理框圖如下圖所示。
指令電流的檢測和補償電流的産生是APF兩個關鍵技術，直接影響到APF的補償效果，目前理論上及實際使用的有多種諧波電流檢測的方法，但主流的檢測方法主要有以下幾種：基于Fryze功率定義的檢測方法，基于瞬時無功功率理論的瞬時電流檢測方法，基于自适應噪聲消除的檢測方法，基于神經網絡和小波分析的檢測方法等，從延遲性及檢測精度來比較，瞬時電流檢測方法最優，其諧波電流原理如下圖所示 ：
其中，
C23是C32的逆。
補償電流的産生通常采用直接電流控制的方式，以檢測環節得到的電流實際值與參考值之間的內插補點來産生相應的控制信号,然後将控制信号與高頻三角載波相比較,所得到的脈沖矩陣作為逆變器各開關器件所需的控制信号,出端得到所需的波形。
采用simulink搭建APF模型，電網電壓為380V，諧波源采用三相不控整流電路，0.1s投入APF，在0.3s時刻進行負載切換，連接配接電抗器3mH，其仿真結果如下所示：
上圖為采樣三相指令電流與補償電流，從仿真結果可以看出，APF投入後，補償電流可以很好的對指令電流進行跟蹤，實作補償目的。
上圖為電網電壓和電流，從仿真結果可以看出，0.1s後投入APF後，補償後電網電流與電壓相位相同，實作無功補償，且電網電流諧波含量明顯降低。
上圖為直流側電壓，從仿真結果可以看出，在負載切換過程中，直流電壓波動會迅速進行跟蹤，能夠維持電壓穩定。
上圖為補償後電網電流THD，從仿真結果可以看出，補償後電網電流THD為，低于5%，符合并網要求。
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