| (使用带通滤波器)首先分离负载电流中的基波分量和谐波分量，然后再使用电路理论中的计算方法将基波电流分解为基波有功分量和基波无功分量。由于需采用锐截止的高阶带通滤波器，所以附加相移较大。另外，其滤波器特性对电网频率波动和电路元件参数也较敏感。所以该方法已较少采用，而转向以快速傅里叶变换为基础的全数字频域滤波方法，并且能自动跟踪电网频率的波动而自适应地提取基波分量。但该方法仍存在较大时延、实时性较差、补偿效果不好等问题。
②瞬时空间矢量法：基于瞬时无功功率理论的瞬时空间矢量法是目前三相电力有源滤波器中应用最广的一种指令电流运算方法。最早是由日本学者H·Akagi于1984年提出，仅适用于对称三相电路，后经过不断地改进，现已包括p-q法、ip-iq法以及d-p法等。p-q法最早应用，仅适用于对称三相且无畸变的电网；ip-iq法不仅对电源电压畸变有效，而且也适用于不对称三相电网；基于同步旋转park变换的d-p法不仅简化了对称无畸变下的指令电流运算，而且也适用于不对称、有畸变的电网。
③基于现代控制理论的方法：最早应用的有基于P-I控制器的方法，因P-I控制器的特性不能适应负载及电网的变化，后来又提出了基于滑模控制及模糊控制等现代控制方法。它们都是直接根据逆变器直流侧的电压(电压型APF)或电流(电流型APF)，求出所需的电网电流的基波有功分量幅值，从而求得所需补偿电流的指令值ic。这种方法适用于单相和三相APF，也适用于电网电压畸变的情况。
④自适应检测法。该方法基于自适应滤波中的自适应干扰抵消原理，从负载电流中消去基波有功分量，从而得到所需的补偿电流指令值。该方法的突出优点是对电网电压畸变、频率偏移及电网参数变化有较好的自适应调整能力，但目前其动态响应速度还较慢。后来又提出了用神经网络实现的自适应检测法。
(2)补偿电流的产生。对于采用PWM电压源逆变器的电力有源滤波器，其补偿电流的产生方法目前主要有以下四种：
①三角载波线性控制。这是一种最简单的线性控制方法。它以指令电流i*c与实际补偿电流ic之间的差值作为调制信号，与高频三角载波相比较，从而得到逆变器开关器件所需的控制信号。其优点是动态响应好，开关频率固定，电路简单。其缺点是开关损耗较大，且输出波形中含有载波频率及其谐波频率的高频畸变分量。
②滞环比较控制。该方法将指令电流值与实际补偿电流的差值输入到具有滞环特性的比较器中，然后用比较器的输出来控制逆变器的开关器件。与三角载波控制方式相比，该方法开关损耗小，动态响应快。但是，该方法使开关频率变化较大，容易引起脉冲电流和开关噪声。后来，为限定开关频率的最大值而提出了变滞环带宽的改进算法，这必将影响响应速度和补偿电流跟踪精度。
③无差拍控制。该方法是一种全数字化的控制技术。它利用前一时刻的指令电流值和实际补偿电流值，根据空间矢量理论计算出逆变器下一时刻应满足的开关模式。其优点是动态响应很快，易于计算机执行。但其缺点是计算量大，且对系统参数依赖性较大。后来，又有一些简化其计算的改进方法出现。随着数字信号处理单片机(DSP)应用的不断普及，这是一种很有前途的控制方法。
④非线性控制。为了适应带非线性负载的交流电网的非线性特性，以达到谐波抵消和无功补偿的最佳效果，近年来，又提出了内模控制、滑模控制及神经网络控制等非线性控制方法应用于补偿电流产生的方案。这些非线性控制方案具有良好的应用前景，但在各种负载条件下的补偿特性尚需进一步研究。
上述控制策略，只是迄今为止笔者所见到的几种主要方法。有关APF的控制策略正随着DSP技术和智能控制理论的发展不断涌现。随着控制策略的改进，APF的特性也将不断提高，而相应的价格也必将下降。
4 电力有源滤波器的应用
电力有源滤波器作为改善供电质量的一项关键技术，在国外已日趋成熟。仅在日本就有500多台APF投入运行，其容量已达160MVA。在APF的应用中，一般应考虑以下几个方面的问题：
(1)元件参数的选择。首先是开关器件的选择，对于容量小于2 MVA的APF一般采用IGBT，而容量大于5 MVA时可采用GTO及多重化技术；其次，为减小逆变器向电网注入的开关纹波又不降低APF的补偿特性，电压型逆变器的输出电感及无源纹波滤波器应仔细设计；最后，为保证逆变器直流侧电压的稳定，应适当选择直流侧电容值。
(2)经济的考虑。APF的技术构想早在20世纪70年代就已提出，但直到90年代APF技术才进入实际应用，其中一个重要原因就在于APF的实际成本价格太高。因此，在选择应用APF时，必须考虑其成本价格。起码就当前技术水平而言，采用小额定值的APF结合无源滤波器的混合型电力有源滤波器是一种切实可行的方案。当然随着开关器件价格的下降和DSP芯片成本的下降，串并联电力有源滤波器也是很有发展前途的。
(3)APF类型的选择。APF的应用应根据不同的应用目标选择不同的电力有源滤波器。国外2000年根据目前技术水平推荐的一种选择方案如表1所示，可供应用时参考。(表中“Ⅰ”表示首选，“Ⅱ”表示次之，“Ⅲ”表示再次之。)
对于电力有源滤波器的研究与应用，国内远落后于国外。除少数几台APF已投入工业试运行外，其它大部分尚处于研制阶段。但随着我国对电网谐波污染治理的日益重视，“绿色电力电子”的呼声愈来愈高，电力有源滤波器必然会得到广泛推广。
参考文献
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