有源电力滤波器中交流侧纹波电流的抑制(2)
有源滤波器(APF)因为在滤除电网谐波方面具有优越的性能，受到广泛的关注。它具有反应灵敏、实时补偿的特点，解决了常规无源滤波器只能消除特定次谐波、极易与系统阻抗发生谐振的问题，成为近年来热门的研究。目前APF已经有多种类型的硬件电路结构和软件控制策略[4-9]。其中，在结构上采用并联、并联混合型有源滤波器居多，控制策略上滞环比较、三角波调制以及周期采样控制目前应用居多，各种创新型控制方式也在不断发展。
有源滤波器（APF）一方面在滤除低频段的谐波时具有优越的性能，但是另一方面，由于有源滤波器主电路结构采用了PWM逆变器，由于逆变器中的半导体器件在开通和关断时，会产生开关频率附近频次的纹波，并网后对公用电网会产生二次危害，不仅降低了APF本身的滤波效果，同时交流纹波电流注入电网中，会造成诸多危害，降低了电源的效率，同时纹波频次高引起的浪涌电压会引起尖峰电压、尖峰电流从而烧毁电器，引发事故。所以抑制APF主电路交流纹波电流对整个系统的滤波效果有着不可忽视的影响。
本文绪论部分介绍了APF的发展历程，概述了目前研究APF交流纹波电流抑制的特点，同时分析了目前研究亟待解决的问题。正文部分通过对比APF主电路并联电网时，常用输出滤波器(Output Filter，OF)的对比，分析LCL输出滤波器的优劣势，提出一种通过确定最优性能指标计算滤波器参数的新型凑试方法，并且引入了虚拟电阻补偿谐振三阶系统谐振时的阻抗缺失，最后在控制上，加入虚拟电阻产生的虚拟电流与采样电流形成闭环负反馈，从而形成了完整的滤波系统。
1.2 研究现状
1.3 目前研究存在的问题
目前，在输出滤波器的工程设计上，通常采用限制条件确定参数范围，并在满足条件的范围内，不断凑试，直至所选择参数能使其各个性能指标均满足要求。具体的说，首先通过电网电压畸变率，电容吸收无功功率（功率因数），以及高频电流含量的指标凑出电容电感参数大概的范围，接着，在满足范围的区域中来选择LCL输出滤波器的参数，并使其各个性能达到最优。过程方法简单，但是需要进行反复的凑试，凑试量大，同时设计结果顾此失彼，不能达到最优。
其次，在LCL输出滤波器的谐振峰问题的处理上，目前采用最广的仍然是引入电阻器件来补偿LCL滤波器三阶系统的谐振峰，但是这种方法，发热量大，成本高，导致延迟大，增益小，并不能够达到有效的补偿。
本文针对这两大问题进行了研究，在LCL输出滤波器设计方面提出了一种新型图解方法，折衷考虑各个性能后，直接从图中读出满足要求的参数。在三阶系统谐振峰方面，引入虚拟电阻，设计过程简单有效，易于操作。