图5 并联解耦补偿器电路及基波相量
PWM逆变器仅用于补偿负荷中的谐波电流和多重化逆变器产生的谐波电流。L q 上的电压为v pcc 和v q 的差值，一般情况下该电压较小，PWM逆变器所承受的电压也较小。这样，可显著降低PWM逆变器的容量，并减小开关损耗。但是，这种补偿方式一般需采用3个单相的PWM逆变器和1个多重化逆变器，增加了装置的复杂性。
3.2 双PWM逆变器方式
采用双PWM电压源逆变器进行谐波和无功功率补偿，可显著改善有源滤波器的补偿性能。在图6中，1号逆变器补偿基波无功功率和负荷中的低频谐波分量，2号逆变器仅补偿负荷中的高频谐波分量［11］ 。
图6 采用双PWM逆变器的有源补偿系统
该方式与以往所提出的采用多个PWM逆变器并联补偿方式存在以下区别：PWM逆变器工作于不同的开关频率，可对负荷中的特定谐波电流进行补偿，其1号逆变器的开关、运行频率较低、补偿电流较大，可由通流能力较大的GTO构成，用于补偿负荷的基波无功功率和低频次谐波电流；2号逆变器开关、运行频率较高、补偿电流较小，可由BJT或IGBT构成，用于补偿高频次谐波电流；另外，2号逆变器可补偿1号逆变器所不能补偿的所有谐波电流，使有源滤波器补偿性能得到极大改善。但这种方式存在一个问题2号逆变器仍需承受系统的基波电压，其开关的电压额定值较高。
3.3 并联谐振型补偿方式
该系统的组成如图7所示。由低开关频率的大容量GTO构成的1号逆变器用于补偿负荷所需的基波无功功率，由IGBT构成的2号逆变器用于补偿负荷中的谐波电流。通过合适地选择与2号逆变器相连的并联回路中L、C的参数，使其产生基频并联谐振，可使2号逆变器只承受谐波电压，同时2号逆变器的补偿电流仅为负荷中的谐波分量电流，这就使得2号逆变器的容量最大程度得到降低，从而降低装置成本，减小损耗，并可避免或减少大容量补偿时开关元件串并联所引起的问题。
以上2个并联逆变器对谐波和无功功率分别进行补偿，因此根据实际需要也可单独采用带并联谐振回路的逆变器补偿谐波。
图7 谐振型补偿方式
4 结论
根据不同情况可采取不同方式的谐波和无功功率补偿。在各种形式的混合型补偿系统中，进行高次谐波补偿的逆变器在具有较好补偿性能的同时，其容量可得到不同程度的降低。可以预料，性能价格比较高的混合补偿技术的发展，必将推进有源滤波的广泛应用，实现对电网谐波和无功功率的有效补偿，极大地改善系统的电能质量。
作者单位：华北电力大学
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