根據(jù)同樣原理，電力有源濾波器還能對不對稱三相電路的負序電流分量進行補償。

　　電力有源濾波器的主電路一般由PWM逆變器構(gòu)成。根據(jù)逆變器直流側(cè)儲能元件的不同，可分為電壓型APF（儲能元件為電容）和電流型APF（儲能元件為電感）。電壓型APF在工作時需對直流側(cè)電容電壓控制，使直流側(cè)電壓維持不變，因而逆變器交流側(cè)輸出為PWM電壓波。而電流型APF在工作時需對直流側(cè)電感電流進行控制，使直流側(cè)電流維持不變，因而逆變器交流側(cè)輸出為PWM電流波。電壓型APF的優(yōu)點是損耗較少，效率高，是目前國內(nèi)外絕大多數(shù)APF采用的主電路結(jié)構(gòu)。電流型APF由于電流側(cè)電感上始終有電流流過，該電流在電感內(nèi)阻上將產(chǎn)生較大損耗，所以目前較少采用。但是電流型APF由于開關(guān)器件不會發(fā)生直通短路現(xiàn)象，隨著超導(dǎo)儲能磁體研究的進展，也將促進更多的電流型APF投人實用。

　　從上述原理可以看出，電力有源濾波器是運用瞬時濾波形成技術(shù)，對包含諧波和無功分量的非正弦波形進行“矯正”。這與基于穩(wěn)態(tài)頻譜的器有很快的響應(yīng)速度，對變化的諧波和無功功率都能實施動態(tài)補償，并且其補償特性受電網(wǎng)阻抗參數(shù)影響較小。

　　2電力有源濾波器的分類按電路拓撲結(jié)構(gòu)分類，電力有源濾波器可分為并聯(lián)型、串聯(lián)型、串-并聯(lián)型和混合型。

　　混合型APF所示即為并聯(lián)型APF.它主要適用于電流源型非線性負載的諧波電流抵消、無功補償以及平衡三相系統(tǒng)中的不平衡電流等。目前并聯(lián)型APF在技術(shù)上已較成熟，它也是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一種APF拓撲結(jié)構(gòu)。

　　并聯(lián)型APF除了以逆變器作為補償電路的結(jié)構(gòu)外，近年又提出了分別以開關(guān)電容濾波器，*T*形濾波器或調(diào)壓器為補償電路的新結(jié)構(gòu)。這些新電路結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點是產(chǎn)生的補償電流中高頻諧波較少，電磁兼容性能較好。但目前它們還只適用于單相電路補償。

　　所示為串聯(lián)型APF的基本結(jié)構(gòu)。它通過一個匹配變壓器，將APF串聯(lián)于電源和負載之間，以消除電壓諧波，平衡或調(diào)整負載的端電壓。

　　與并聯(lián)型APF相比，串聯(lián)型APF損耗較大，且各種保護電路也較復(fù)雜。因此，很少研究單獨使用的串聯(lián)型APF，而大多數(shù)將它作為混合型APF的一部分予以研究。

　　所示為混合型APF的基本結(jié)構(gòu)。它是在串聯(lián)型APF的基礎(chǔ)上使用一些大容量的無源L-C濾波網(wǎng)絡(luò)來承擔(dān)消除低次諧波，進行無功補償?shù)娜蝿?wù)，而串聯(lián)型APF只承擔(dān)消除高次諧振及阻尼無源LC網(wǎng)絡(luò)與線路阻抗產(chǎn)生的諧波諧振的任務(wù)。從而使串聯(lián)型APF的電流、電壓額定值大大減少（功率容量可減少到負載容量的5%以下），降低了APF的成本和體積。從經(jīng)濟角度而言，這種結(jié)構(gòu)形式在目前是一種值得推薦的方案。

　　但隨著電力電子器件性能的不斷提高，成本不斷串聯(lián)APF并聯(lián)APF下降，混合型APF可能被下面一種性能價格比更高的APF代替。

　　串-并聯(lián)APF所示為串-并型APF的基本結(jié)構(gòu)。它組合了串聯(lián)APF和并聯(lián)APF的優(yōu)點，能解決電氣系統(tǒng)發(fā)生的大多數(shù)電能質(zhì)量問題，所以又稱之為萬能APF或統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器（UPQC）。該類APF尚處在試驗階段，當(dāng)前它的主要問題是控制復(fù)雜、造價較高。

　　按電源類型分類，APF可分為單相APF，三相三線制APF、三相四線制APF及有源線路調(diào)節(jié)器（APLC）等。

　　三相四線制APF主要是為了補償電源中線上的電流諧波、無功功率及三相之間的不平衡問廒。當(dāng)功率額定值較小時，其主電路可直接采用三相逆變器，而將直流側(cè)電容中點聯(lián)接到電源中點上。當(dāng)負載功率較大時可用四橋臂的逆變器，將第四橋臂單獨用于補償中線。為了實現(xiàn)三相獨立調(diào)節(jié)，還可使用更復(fù)雜的三個單相橋式逆變器進行分別補償。

　　有源線路調(diào)節(jié)器是向電網(wǎng)中的某個（或幾個）優(yōu)選節(jié)點注入消諧波補償電流，以達到在一定范圍內(nèi)的電網(wǎng)的電能質(zhì)量綜合治理。目前更高層次的電力有源濾波技術(shù)在國外尚處于研究階段。

　　3電力有源濾波器的控制如上所述，電力有源濾波器的控制主要是指令電流的運算和補償電流的產(chǎn)生。

　　（1）指令電流的運算。指令電流L的運算方法主要有以下幾種：基于頻域運算的方法：這是最早應(yīng)用于指令電流運算的一類方法。其基本思想是用頻域濾波的方法（使用帶通濾波器）首先分離負載電流中的基波分量和諧波分量，然后再使用電路理i侖中的計算方法將基波電流分解為基波有功分量和基波無功分量。由于需采用銳截止的篼階帶通濾波器，所以附加相移較大。另外，其濾波器特性對電網(wǎng)頻率波動和電路元件參數(shù)也較敏感。所以該方法已較少采用，而轉(zhuǎn)向以快速傅里葉變換為基礎(chǔ)的全數(shù)字頻域濾波方法，并且能自動跟蹤電網(wǎng)頻率的波動而自適應(yīng)地提取基波分量。但該方法仍存在較大時延、實時性較差、補償效果不好等問題。

　　瞬時空間矢量法：基于瞬時無功功率理論的瞬時空間矢量法是目前三相電力有源濾波器中應(yīng)用最廣的一種指令電流運算方法。最早是由日本學(xué)者H*Akagi于1984年提出，僅適用于對稱三相電路，后經(jīng)過不斷地改進，現(xiàn)已包括P-q法、ip-iq法以及d-p法等。p-q法最早應(yīng)用，僅適用于對稱三相且無畸變的電網(wǎng)；ip -iq法不僅對電源電壓畸變有效，而且也適用于不對稱三相電網(wǎng)；基于同步旋轉(zhuǎn)park變換的d-p法不僅簡化了對稱無畸變下的指令電流運算，而且也適用于不對稱、有畸變的電網(wǎng)。

　　基于現(xiàn)代控制理論的方法：最早應(yīng)用的有基于P-I控制器的方法，因P-I控制器的特性不能適應(yīng)負載及電網(wǎng)的變化，后來又提出了基于滑模控制及模糊控制等現(xiàn)代控制方法。它們都是直接根據(jù)逆變器直流側(cè)的電壓（電壓型APF）或電流（電流型APF），求出所需的電網(wǎng)電流的基波有功分量幅值，從而求得所需補償電流的指令值i……這種方法適用于單相和三相APF，也適用于電網(wǎng)電壓畸變的情況。

　　自適應(yīng)檢測法。該方法基于自適應(yīng)濾波中的自適應(yīng)干擾抵消原理，從負載電流中消去基波有功分量，從而得到所需的補償電流指令值。該方法的突出優(yōu)點是對電網(wǎng)電壓畸變、頻率偏移及電網(wǎng)參數(shù)變化有較好的自適應(yīng)調(diào)整能力，但目前其動態(tài)響應(yīng)速度還較慢。后來又提出了用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的自適應(yīng)檢測法。

　　源逆變器的電力有源濾波器，其補償電流的產(chǎn)生方法目前主要有以下四種：三角載波線性控制。這是一種最簡單的線性控制方法。它以指令電流與實際補償電流L之間的差值作為調(diào)制信號，與高頻三角載波相比較，從而得到逆變器開關(guān)器件所需的控制信號。其優(yōu)點是動態(tài)響應(yīng)好，開關(guān)頻率固定，電路簡單。

　　其缺點是開關(guān)損耗較大，且輸出波形中含有載波頻率及其諧波頻率的高頻畸變分量。

　　滯環(huán)比較控制。該方法將指令電流值與實際補償電流的差值輸入到具有滯環(huán)特性的比較器中，然后用比較器的輸出來控制逆變器的開關(guān)器件。與三角載波控制方式相比，該方法開關(guān)損耗'小，動態(tài)響應(yīng)快。但是，該方法使開關(guān)頻率變化較大，容易引起脈沖電流和開關(guān)噪聲。后來，為限定開關(guān)頻率的最大值而提出了變滯環(huán)帶寬的改進算法，這必將影響響應(yīng)速度和補償電流跟蹤精度。

　　無差拍控制。該方法是一種全數(shù)字化的控制技術(shù)。它利用前一時刻的指令電流值和實際補償電流值，根據(jù)空間矢量理論計算出逆變器下一時刻應(yīng)滿足的開關(guān)模式。其優(yōu)點是動態(tài)響應(yīng)很快，易于計算機執(zhí)行。但其缺點是計算量大，且對系統(tǒng)參數(shù)依賴性較大。后來，又有一些簡化其計算的改進方法出現(xiàn)。隨著數(shù)字信號處理單片機（DSP）應(yīng)用的不斷普及，這是一種很有前途的控制方法。

　　非線性控制。為了適應(yīng)帶非線性負載的交流電網(wǎng)的非線性特性，以達到諧波抵消和無功補償?shù)淖罴研Ч陙恚痔岢隽藘?nèi)模控制、滑模1控制及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等非線性控制方法應(yīng)用于補償電流產(chǎn)生的方案。這些非線性控制方案具有良好的應(yīng)用前景，但在各種負載條件下的補償特性尚需進一步研究。

　　上述控制策略，只是迄今為止筆者所見到的幾種主要方法。有關(guān)APF的控制策略正隨著DSP技術(shù)和智能控制理論的發(fā)展不斷涌現(xiàn)。隨著控制策略的改進，APF的特性也將不斷提高，而相應(yīng)的價格也必將下降。

　　4電力有源濾波器的應(yīng)用電力有源濾波器作為改善供電質(zhì)量的一項關(guān)鍵技術(shù)，在國外已日趨成熟。僅在日本就有500多臺APF投人運行，其容量已達160MVA.在APF的應(yīng)用中，一般應(yīng)考慮以下幾個方面的問題：元件參數(shù)的選擇。首先是開關(guān)器件的選擇，對于容量小于2MVA的APF―般采用IG-BT，而容量大于5MVA時可采用GTO及多重化技術(shù)；其次，為減小逆變器向電網(wǎng)注人的開關(guān)紋波又不降低APF的補償特性，電壓型逆變器的輸出電感及無源紋波濾波器應(yīng)仔細設(shè)計；最后，為保證逆變器直流側(cè)電壓的穩(wěn)定，應(yīng)適當(dāng)選擇直流側(cè)電容值。

　　世紀70年代就已提出，但直到90年代APF技術(shù)才進入實際應(yīng)用，其中一個重要原因就在于APF的實際成本價格太高。因此，在選擇應(yīng)用APF時，必須考慮其成本價格。起碼就當(dāng)前技術(shù)水平而言，采用小額定值的APF結(jié)合無源濾波器的混合型電力有源濾波器是一種切實可行的方案。當(dāng)然隨著開關(guān)器件價格的下降和DSP芯片成本的下降，串：并聯(lián)電力有源濾波器也是很有發(fā)展前途的。

　　APF類型的選擇。APF的應(yīng)用應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用目標(biāo)選擇不同的電力有源濾波器。國外2000年根據(jù)目前技術(shù)水平推薦的一種選擇方案如表1所示，可供應(yīng)用時。（表中“I”表示首表1電力有源濾波器類型的選擇\\型應(yīng)用\\串聯(lián)型并聯(lián)型混合型串-并聯(lián)型APF電流i皆波無功功率負載平衡中線電流電壓諧波電壓平衡電壓閃變電壓跌落電壓調(diào)節(jié)對于電力有源濾波器的研究與應(yīng)用，國內(nèi)遠落后于國外。除少數(shù)幾臺APF已投入工業(yè)試運行外，其它大部分尚處于研制階段。但隨著我國對電網(wǎng)諧波污染治理的日益重視，“綠色電力電子”的呼聲愈來愈高，電力有源濾波器必然會得到廣泛推廣。