电力电子技术课件第8章.ppt

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1、第8章 有源电力滤波器,有源电力滤波器(Active Power Filter简称APF)是一种新型的电力电子装置，从它提出以来一直受到广泛的重视。有源电力滤波器的基本思想是从补偿对象中检测出谐波电流等分量，由补偿装置产生一个与该分量大小相等而极性相反的补偿电流分量，抵消谐波电流分量从而使流入电网的电流只含基波分量。它具有动态响应快、补偿功能多样化、且补偿特性不受电网阻抗影响的特点，克服了传统LC滤波器和无功补偿方法的缺点，是谐波抑制的一个重要发展方向。,第8章 有源电力滤波器,8.1 有源电力滤波器概述8.2 瞬时无功功率理论与谐波电流检测8.3 并联型有源电力滤波器,8.1 有源电力滤波器

2、概述,8.1.1 有源电力滤波器的发展有源电力滤波器从提出到投入实际应用，经历了几个发展阶段。(1)基本原理的提出和概念的形成。(2)快速发展。(3)持续发展。,有源电力滤波器在国外已经进入工业实用化阶段。世界上有源电力滤波器的主要生产厂家有日本三菱电机公司、美国西屋电气公司、德国西门子公司等。其中有源电力滤波器技术在日本已经成熟。我国在有源电力滤波器的研究方面起步较晚，直到20世纪80年代末才有论文发表。20世纪90年代以来一些高等院校和科研机构开始进行有源电力滤波器的研究，但有关研究主要以理论研究和实验为主。,8.1.2 有源电力滤波器的基本原理,有源电力滤波器的基本原理如图所示，图中，e

3、s表示系统的等效电源，提供的电流为is，非线性负载产生的电流为iL，有源电力滤波器并联在负载端，产生的电流为iC。根据基尔霍夫定律得,图8-1 并联型有源电力滤波器系统构成原理图,(8-1),假设负载电流含有谐波和无功分量，如式(8-2)所示，式中iLfp、iLfq和iLh分别负载电流的基波有功分量、基波无功分量和谐波分量。,(8-2),当需要补偿负载电流产生的谐波电流时，只需要有源电力滤波器产生的补偿电流与负载电流的谐波分量iLh大小相等、方向相反，如式(8-3)，代入到式(8-1)，与谐波分量相互抵消，如式(8-4)，则电源电流中只含基波分量，不含谐波，这样就达到了抑制电源电流中谐波的目的

4、。,(8-3),(8-4),有源电力滤波器的基本工作原理是根据补偿目的，检测出需要补偿的电流作为参考量，然后根据有源电力滤波器的控制电路，产生一个与参考量大小相等、方向相反的谐波或无功量注入到系统中去，使系统电流最终满足要求。从另一个角度讲，有源电力滤波器向系统注入的量是谐波分量，所以有源电力滤波器也可以看成是一个谐波源。,有源电力滤波器应该包含两个部分：电流运算电路，用来检测出补偿对象电流中的谐波和无功电流等分量；补偿电流发生电路，即根据检测电路所得出的补偿电流指令信号，产生实际的补偿电流。,8.1.3 有源电力滤波器的特点,与传统的无源滤波器相比，有源电力滤波器有如下特点：(1)具有自适应

5、能力，能自动跟踪补偿频率和大小都变化的谐波和无功分量，响应速度快，可控性能较高，补偿效果好。(2)补偿特性受电网系统参数的影响不大，不易与电网阻抗发生谐振，且能抑制由于外电路的谐振产生的谐波过电流。(3)补偿功能、补偿方式多样化。(4)装置所占的空间小，初期投资较大，电磁干扰较大。(5)有源电力滤波器控制快速，不存在过载问题，即当系统中谐波较大时，装置仍可以运行，无需断开。,8.1.4 有源电力滤波器的主电路形式,有源电力滤波器主电路目前均采用PWM变流器，根据直流侧贮能元件的不同，可分为电压型和电流型两种。图8-2和图8-3分别示出了可应用于三相三线制系统的电压型和电流型两种主电路，图中的电

6、力电子器件为IGBT，实际中可在GTO、IGBT、IGCT等器件中选择。,图8-2 三相电压型PWM变流器,图8-3 三相电流型PWM变流器,图8-4和图8-5分别示出了应用于单相系统的电压型和电流型两种主电路形式。,图8-4 单相电压型PWM变流器,图8-5 单相电流型PWM变流器,通过对图8-2和图8-3的比较分析，可得出电压型和电流型变流器的区别：电压型PWM变流器的直流侧接有大电容，在正常工作时，其电压基本保持不变，可看作电压源，为保持直流侧电压不变，需要对直流侧电压进行控制，交流侧输出电压为PWM波；电流型PWM变流器的直流侧接有大电感，在正常工作时，其电流基本保持不变，可看作电流源

7、，为保持直流侧电流不变，需要对直流侧电流进行控制，交流侧输出电流为PWM波。,电压型的有源电力滤波器，它的优点是用 电容器储存能量，其损耗较小，效率高，但它不能直接控制输出补偿电流，而是通过控制电压间接控制电流。电流型的有源电力滤波器的优点是能够直接输出补偿电流，不仅可以补偿正常的谐波，还可以补偿分数次谐波和超高次谐波，并且不会由于主电路开关器件的直通而发生短路故障，因而在可靠性和保护上占有较大的优势。,8.1.5 有源电力滤波器的分类,用户所使用的电源是直流电源和交流电源，所以有源电力滤波器按供电的类型可分为交流有源电力滤波器和直流有源电力滤波器；根据有源电力滤波器接入电网的方式，有源电力滤

8、波器主要分为三大类，即并联型、串联型和串并联型。,图8-6 有源电力滤波器的分类,1.交流有源电力滤波器(1)并联型有源电力滤波器1)单独使用的并联型有源电力滤波器。并联有源电力滤波器消除谐波的方法，其原理图如图8-1所示。这是有源电力滤波器中最基本的形式，也是目前应用最多的一种。,优点与缺点这种方式的优点是：通过不同的控制作用，可以对谐波、无功、不对称分量等进行补偿，因此补偿功能较多，且连接方便；对于电流源性质的谐波源，补偿特性不受电源阻抗的影响。这种方式的缺点是：电源电压直接加在逆变桥上，对主电路中开关器件的电压等级要求较高。有源电力滤波器全部承担负载的谐波补偿，当负载电流谐波含量高时，要

9、求有源电力滤波器容量较大，补偿频带宽。而PWM变流器的容量和动态性能成反比，很难使APF在保证容量的同时，还具有良好的动态特性和低的开关损耗。,适用的场合：主要用于电流源性质的谐波源(如带感性负载的整流器)。,2)与LC滤波器并联的混合有源电力滤波器。与LC滤波器混合使用的有源电力滤波器的基本思想是利用LC滤波器来分担有源电力滤波器的部分补偿任务，这主要是为了减小有源滤波器补偿容量。而且LC滤波器的成本低，结构简单，可降低整个装置的造价。,1987年，M.Takeda等人首先提出用LC滤波器和有源电力滤波器并联的混合型有源电力滤波器方案。其原理图如图所示。,有源电力滤波器与LC滤波器并联方式,

10、方案有两种补偿方式：一种是LC滤波器，主要补偿较高次谐波，而大部分谐波由有源电力滤波器补偿，这对减低有源电力滤波器的容量起不到明显的作用，但因对有源电力滤波器主电路中器件的开关频率要求不高，实现大容量相对容易些；另一种方式是LC滤波器分担大部分谐波补偿的任务，而有源电力滤波器是为了改善整个系统的性能，那么所需容量与单独使用方式相比可大幅度降低，在这两种方式中，有源电力滤波器都相当于受控电流源。,方案的缺点:电网与有源电力滤波器及有源电力滤波器与LC滤波器之间存在谐波通道，特别是有源电力滤波器和LC滤波器之间的谐波通道，可能使有源电力滤波器注入的谐波又流入LC滤波器中。,3)与LC滤波器串联的混

11、合有源电力滤波器。,1990年，H.Fujit等人提出将有源电力滤波器与LC滤波器相串联后与电网并联的混合型方案，其原理图如图所示，其中有源电力滤波器相当于一个电流控制电压源。,并联型有源电力滤波器与LC滤波器串联方式,补偿方式 该方式中，谐波和无功功率主要由LC滤波器补偿，而有源电力滤波器的作用是改善无源滤波器的滤波特性，克服无源滤波器易受电网阻抗的影响，易与电网发生谐振等缺点。,方案优缺点和使用的场合这种方案的优点是：有源电力滤波器不承受交流电源的基波电压，因此装置容量小；有源电力滤波器与LC滤波器通过变压器连接，电压隔离和保护比较方便。有源电力滤波器发生故障不会危及电网。这种方案的缺点：

12、对电网中的谐波电压非常敏感。适用的场合：适于高压电力系统。,(2)串联型有源电力滤波器。1)单独使用的串联型有源电力滤波器。图是单独使用的串联型有源电力滤波器的原理图。,单独使用的串联型有源电力滤波器,这种方式中，有源滤波器对谐波呈现高阻抗，而对工频分量呈现低阻抗，因此有源滤波器相当于电源和负载之间的一个谐波隔离装置，电网的谐波电压不会加到负载和LC滤波器上，而负载的谐波电流也不会流入电网。,方式的优缺点这种方式的优点是：运行效率高，有源滤波器的容量很小，投资少。这种方式的缺点是：由于有源电力滤波器串联于电路中，很难把电源和有源滤波器分开，易发生短路，绝缘比较困难，而且维修也不方便；有源滤波器

13、一旦发生故障也将危及电网；在正常工作时，耦合变压器流过所有的电流；不能抑制电源电压的闪变。,(3)串并联型有源电力滤波器。,为实现有源电力滤波器的多功能补偿，1994年，H.Akagi 等人提出一种综合了串联APF和并联APF的混合型滤波器，称之为统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner简称为UPQC)，可兼并二者之间的功能，其结构如下图所示。,串并联型有源电力滤波器,串联有源滤波器用于对电力系统和负载之间的谐波起隔离作用，并在电压波动时进行电压调节，同时它可以防止电力系统的内阻抗和无源滤波器之间发生谐振。并联型有源滤波器主要进行谐波和无功功率的补

14、偿，它同时还用于调节并联型和串联型有源电力滤波器所共用的直流侧电容的电压。,优缺点与适用场合这种方式的优点是：具有良好的动态性能，对电压和电流、无功功率都可补偿。这种方式的缺点是：控制功能比较复杂，而且并联有源电力滤波器负担谐波补偿的任务，所需容量大，功耗大。具体实用性有待于进一步的研究。适用的场合：用于电力配电系统和工业电力系统。,2.直流有源电力滤波器 有源电力滤波器应用于高压直流输电系统起步较晚，1988年，C.Wong和N.Mohan等人首次提出将有源电力滤波器用于高压直流输电系统，并于隔年进行了可行性的验证。到20世纪90年代初，直流有源电力滤波器取得实质性的进展，最有代表性的是19

15、91年12月首次将并联混合型直流有源电力滤波器样机在瑞典丹麦的250kV直流输电Konti-Skan2工程中投入工业试运行，取得了满意的结果。此后直流有源滤波器受到了广泛的重视。,第8章 有源电力滤波器,8.1 有源电力滤波器概述8.2 瞬时无功功率理论与谐波电流检测8.3 并联型有源电力滤波器,8.2 瞬时无功功率理论与谐波电流检测,8.2.1 瞬时无功功率的基础理论,(1)传统功率的概念。传统的电力系统的交流电流和电压的有效值、有功功率、无功功率的概念都是建立在工频周期的基础上的。如对于单相交流电路，设其电压和电流分别为,设定义其有功功率为定义其无功功率为,对于三相交流电路，定义其有功功率

16、为三个单相电路有功功率之和，无功功率为其三个单相电路无功功率之和。对于此类电力电子装置，采用上述功率定义无法正确地描述装置在一小段时间内有功功率和无功功率的意义，因而发展新的能准确描述与功率、电压瞬时值相对应的瞬时有功功率、瞬时无功功率等概念是必要的。,(2)瞬时无功功率理论。H.Akagi最初提出的理论亦称pq理论，是以瞬时实功率p和瞬时虚功率q的定义为基础，其基本思想是将abc三相系统电压、电流转换成ab坐标系上的矢量，将电压、电流矢量的点积定义为瞬时实电功率，电压、电流矢量的矢量积定义为瞬时虚电功率，并由此导出相应的概念，其主要一点不足是未对有关的电流量进行定义。,设三相电路各相电压和电

17、流的瞬时值分别为ea、eb、ec和ia、ib、ic，将其变换到a-b两相正交的坐标系中，如图所示。,图8-12 ab坐标系中的电压、电流矢量,1)在ab两相坐标系中的定义。由下面的变换可得到ab两相瞬时电压ea、eb和两相瞬时电流ia、ib。,其中,(8-9),(8-10),由矢量图可知,在上述公式中，其中ip和iq分别为三相电路瞬时有功电流和瞬时无功电流。,定义三相电路瞬时有功功率p(瞬时无功功率q)为电压矢量的模和三相电路瞬时有功电流ip(三相电路瞬时无功电流iq)的乘积。即,写成矩阵形式得出,(8-15),(8-16),得出p、q对于三相电压、电流的表达式,从上式可以看出，三相电路瞬时有

18、功功率就是三相电路的瞬时功率。,由图8-12还可以得出,以上公式分别表示瞬时有功电流和瞬时无功电流在ab坐标系上的投影。,2)在abc三相坐标系中的定义。定义三相电路各相的瞬时有功电流iap、ibp、icp(瞬时无功电流iaq、ibq、icq)是a、b两相瞬时有功电流iap、ibp(瞬时无功电流iaq、ibq)通过两相到三相变换所得到的结果。即,其中C23=C32T。,定义a、b、c各相的瞬时有功功率、(瞬时无功功率、)分别为该相瞬时电压和瞬时有功电流(瞬时无功电流)的乘积，即,其中，,由上两式得到,可以看出，传统理论中的有功功率、无功功率等都是在平均值基础或相量的意义上定义的，它们只适用于电

19、压、电流均为正弦波时的情况。而瞬时无功功率理论中的概念，都是在瞬时值的基础上定义的，它不仅适用于正弦波，也适用于非正弦波和任何过渡过程的情况。可以看出，瞬时无功功率理论中的概念，在形式上和传统理论非常相似，可以认为是传统理论的推广和延伸。,下面分析三相电压和电流均为基波正序分量时的情况，设三相电压、电流分别为,(8-24),(8-25),利用式(8-9)、式(8-10)对式(8-24)、式(8-25)进行变换，可得,(8-26),(8-27),其中，,；,。,把式(8-26)和式(8-27)代入式(8-15)中可得 令、分别为相电压和相电流的有效值，得,上述计算结果是假定电压和电流均为基波正序

20、时得到的。若电压无畸变(仅含基波正序分量)，而电流不仅存在负序分量，而且存在谐波分量，可以证明，通过上述公式的计算推导，所得瞬时功率不是直流量，而是具有直流偏置的变换量。,8.2.2 三相电路谐波和无功电流的实时检测,以瞬时无功功率理论为基础，三相电路谐波和无功电流的检测主要有两种方法：p、q运算方式ip、iq运算方式,(1)p、q运算方式。,图8-13 p、q运算方式的原理图,该方法的原理图如图8-13所示，图中上标-1表示矩阵的逆，C23=C32T。,ia、ib、ic的谐波分量iah、ibh、ich。,当有源电力滤波器同时用于补偿谐波和无功功率时，就需要同时检测出被补偿对象中谐波和无功电流

21、。这种情况下，只需要断开图8-13计算q的通道即可。这时，由即可计算被检测电流ia、ib、ic的基波有功分量iapf、ibpf、icpf。,由于采用了低通滤波器LPF求取、，故当被 检测电流发生变化时，需经一定延迟时间才能得到准确的、。从而使检测结果有一定延时。但当只检测无功电流时，则不需低通滤波器，而只需直接将q反变换即可得出无功电流，这样就不存在延时了，得到的无功电流,(2)ip、iq运算方式。该方法的原理如图8-14所示。该方法是根据式(8-15)、式(8-16)和式(8-26)联立分析化简而得。图中,图8-14 ip、iq运算方式的原理图,与p、q运算方式相似，当要检测谐波和无功电流之

22、和时，只需断开图8-14中计算iq的通道即可。而如果只需检测无功电流，则只要对iq进行反变换即可。通过比较分析，p、q运算方式需要10个乘法器和2个除法器，ip、iq运算方式只需要8个乘法器，运算比较简单。另外，在电网电压波形有畸变的时候，ip、iq运算方式比p、q运算方式计算的结果准确，所以，在实际应用中，ip、iq运算方式应用比较多。,第8章 有源电力滤波器,8.1 有源电力滤波器概述8.2 瞬时无功功率理论与谐波电流检测8.3 并联型有源电力滤波器,8.3 并联型有源电力滤波器,在各种有源电力滤波器中，单独使用的并联型有源电力滤波器是最基本的一种，也是工业实际中应用最多的一种。它集中地体

23、现了有源电力滤波器的特点，实际应用中，用于三相的占多数，故本节重点讨论适用于三相三线制的情况。,8.3.1 主电路的工作原理,设系统电压为ua、ub、uc，三相补偿电流分别为ica、icb、icc，直流侧电容电压为uc，交流侧电感为L，则有：,图8-15 单独使用的并联型有源电力滤波器系统的原理,补偿电流是由主电路中直流侧电容电压与交流侧电源电压的差值作用于电感上产生的，主电路的工作情况由主电路中6个开关器件的通断组合决定。将特定的开关组合所对应的工作情况称为工作模式，可得下列描述主电路工作情况的微分方程,式中：KaUc、KbUc、KcUc为主电路各桥臂中点与系统电源中点之间的电压；Ka、Kb

24、、Kc为开关系数。,表8-1主电路工作模式和开关系数,直流侧电容电压应大于交流电源相电压峰值的3倍，才能控制电感上电流的增加或者减小，以达到较好的跟踪补偿效果。,8.3.2 指令电流运算电路,指令电流运算电路的作用是根据有源电力滤波器的补偿目的得出补偿电流的指令信号，即期望由有源电力滤波器产生的补偿电流信号。指令电流运算电路的核心是谐波和无功电流实时检测方法。谐波电流检测是决定有源电力滤波器补偿性能好坏的重要环节，自从有源电力滤波器原理提出以来，谐波电流的检测便引起了广泛的研究。,最早的谐波电流检测方法是采用模拟滤波器来实现，即采用陷波器将基波电流分量滤除，得到谐波分量。或采用带通滤波器得出基

25、波分量，再与被检测电流相减得到谐波分量。这种方法存在许多缺点，如难设计、误差大、对电网频率波动和电路元件参数十分敏感等，因而已极少采用。随着计算机和微电子技术的发展，开始采用傅立叶分析的方法来检测谐波和无功电流。,根据Fryze的传统功率定义来构造检测方法。基于瞬时无功功率理论的方法 下面主要根据8.2节所介绍的ip、iq谐波检测方法，并介绍如何将检测方法运用到有源电力滤波器中，同时给出一些典型的波形。,既然指令电流运算电路的出发点是为了有源电力滤波器的补偿目的，那么首先必须确定补偿目的。要确定补偿目的，又必须明确补偿对象即负载的工作情况。假设此时作为负载的三相桥式全控整流器的触发延迟角a=3

26、0，则此时负载电流波形如图8-16所示。,图8-16 补偿对象电压和电流波形,若有源电力滤波器的补偿目的是只补偿谐波，则检测出负载电流iL中的谐波分量iLh。补偿电 流的指令信号ic*应与iLh极性相反，如图8-17(a)所示。若有源电力滤波器产生的补偿电流ic与ic*完全一致，则补偿后的电源电流is如图8-17(b)所示，与负载电流的基波分量完全相同。若有源电力滤波器的补偿目的是同时补偿谐波和无功功率，则检测出负载电流中的无功和谐波分量如图8-18(a)所示，补偿后的电源电流如图8-18(b)所示图8-19给出的是只补偿无功时的波形，在补偿后的电源电流中仍包含一定的谐波成分。,图8-17 只

27、补偿谐波时的情况(a)补偿电流的指令信号；(b)补偿后的电源电流,图8-18 同时补偿谐波和无功功率时的情况(a)补偿电流的指令信号；(b)补偿后的电源电流,图8-19 只补偿无功功率时的情况(a)补偿电流的指令信号；(b)补偿后的电源电流,、,(,、,),表8-2ic*与ip、iq(p、q)的对应关系,在以瞬时无功功率理论为基础的检测方法中，补偿电流的指令信号ic*与三相系统的瞬时有功电流ip、瞬时无功电流iq存在着清晰的对应关系。在以上三种情况下，ic*与ip、iq的对应关系如表8-2所示。表中括号表示采用p、q运算方式时ic*与p、q的对应关系。,8.3.3 电流跟踪控制电路,电流跟踪控

28、制电路的作用是根据补偿电流的指令信号和实际补偿电流得出控制主电路各个器件通断的PWM信号，控制的结果应保证补偿电流跟踪其指令信号的变化。由于并联型有源电力滤波器产生的补偿电流应实时跟随其指令电流信号的变化，要求补偿电流发生器有很好的实时性，因此电流控制采用跟踪型PWM控制方式。,目前跟踪型PWM控制的方法主要有两种，即瞬时值比较方式和三角波比较方式。(1)瞬时值比较方式。如图8-20所示，以一相的控制为例，采用滞环比较器的瞬时值比较方式的原理图。,图8-20 采用滞环比较器的瞬时值 比较方式原理图,在该方式中，把补偿电流的指令信号ic*与实际的补偿电流信号ic进行比较，两者的偏差Dic作为滞环

29、比较器的输入，通过滞环比较器产生控制主电路中开关通断的PWM信号，该PWM信号经驱动电路来控制开关的通断，从而控制补偿电流ic的变化。,下面以a相为例进一步讨论。设ic的方向如图8-21所示，则当V1器件(IGBT或二极管)导通时，ic将减小；而当V4器件导通时，ic将增大。,图8-21 采用滞环比较器的瞬时值比较方式 ic跟随ic*变化一例,用2H表示滞环比较器的环宽当 时，滞环比较器的输出保持不变；当 时，滞环比较器的输出将翻转，假设后面的驱动电路和主电路无延时，则补偿电流ic的变化方向随之改变。这样，就在-H和+H之间变化，即ic就在ic*-H和ic*+H之间的范围内，呈锯齿波状的跟随i

30、c*的变化。图8-22示出了仿真得到的ic跟随ic*变化的一个例子。,图8-22 瞬时比较控制时的实际电流对谐波电流的跟踪(a)检测的参考电流(t/2ms/div)；(b)补偿的实际电流(滞环带宽=0.2)(t/2ms/div)；(c)补偿的实际电流(滞环带宽=2)(t/2ms/div),从图8-22看出，通过瞬时比较控制，能够实现有源滤波装置输出电流对谐波电流的跟踪，且具有动态响应快的特点。图中实际输出电流含有高次谐波，这是由滞环比较的误差带宽不为零引起的，并且滞环带宽越大，所引起的误差也越大，如图8-22(b)和(c)比较所示。另外，滞环带宽一定时，其开关频率会随着补偿电流变化而变化，如图

31、8-22(c)所示，开关频率不均匀，从而会引起较大的脉动电流和开关噪声。,根据上述原理及分析，将这种控制方式的特点总结如下：(1)硬件电路十分简单。(2)属于实时控制方式，电流响应很快。(3)不需要载波，输出电压中不含特定的谐波分量。(4)属于闭环控制方式，这是跟踪型PWM控制方式的共同特点。(5)若滞环的宽度固定，则电流跟随误差范围是固定的，但是电力半导体器件的开关频率是变化的。,(2)三角波比较方式。这种方式与其他用三角波作为载波的PWM控制方式不同，它不直接将指令信号ic*与三角波比较，而是将ic*与ic的偏差Dic经放大器A之后再与三角波比较。,图8-23 三角波比较方式的原理图,如图

32、8-24所使用的开关频率周期是4kHz，而在图8-22中开关频率不固定，当滞环带宽=2时，最高开关频率可以达到1MHz，当滞环带宽更小时，其最高开关频率更高。,图8-24 三角波比较时的实际电流对谐波电流的跟踪(a)检测的参考电流(t/2ms/div)；(b)补偿的实际电流(t/2ms/div),三角波比较方式具有如下特点：1)硬件较为复杂。2)跟随误差较大。3)输出电压中所含谐波较少，但是含有与三角载波相同频率的谐波。4)放大器的增益有限。5)器件的开关频率固定，且等于三角载波的频率。6)电流响应比瞬时值比较方式的慢。由以上介绍可见，瞬时值比较方式和三角波比较方式各有优缺点，不能孤立地说孰优

33、孰劣，实际应用时可根据系统要求选择。日本电气学会的调查结果也表明了这一点，两种方法在实际应用中大体上各占一半，基本相当。,8.3.4 udc控制电路,为控制有源滤波器直流侧电容电压，可以控制有源滤波器输出电流中的基波有功电流分量，使有源滤波器吸收有功功率，即可使直流侧电容电压升高，反之，则可使直流侧电容电压降低。如图8-25所示直流电容器电压udc控制环节就是按这一原理工作的。,图8-25 包括直流侧电压控制环节的指令电流运算电路,当直流电容器电压低于设定值时，比例积分(PI)调节器输出值Dip增大，控制系统将会使电源电流中的基波有功电流增大，此时有源滤波器产生的与基波有功电流同相的基波电压将

34、增大，以提高有源滤波器的有功输入，使直流电容器电压上升，如图8-26(c)所示。,图8-26 直流侧电压控制的仿真波形(a)稳定时波形；(b)Dip增大时波形；(c)Dip减小时波形,直流电容器电压由于某种原因高于设定值时，PI调节器的输出值Dip将减少甚至为负，使电源中的基波有功电流减小，此时有源滤波器产生的基波电压将减少，以减少有源滤波器的输入有功功率，甚至使其为负，控制直流电容器电压下降，如图8-26(b)所示。当系统达到稳定时，直流电容器电压将保持在设定值上，如图8-26(a)所示，有源滤波器维持一个基波电压输出以保持一定的有功输入，补偿逆变器的开关和导通损耗。,有源电力滤波器，是20世纪80年代以来电力电子技术应用于供用电系统进行谐波抑制和无功补偿的一个研究热点，随着国内对谐波问题重视程度的提高，它也将在我国逐渐得到应用。为了实用化，在容量、成本、可靠性、运行费等方面对有源电力滤波器将提出进一步的要求。,