1　引言

　　電力電子裝置的廣泛應用，在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生了大量的電力諧波。電力諧波主要有以下幾個方面的危害[1-3]：使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用效率降低；使電器過熱、產(chǎn)生振動和噪聲；并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀；引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設備燒毀；引起繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂；對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設備和電子設備會產(chǎn)生嚴重的電磁干擾等。有源電力濾波器(APF)被認為是一種很有前途的諧波治理方法。文中討論的直流側(cè)APF主要針對整流負載的諧波治理[4]。

　　直流側(cè)有源電力濾波器主電路的參數(shù)與其補償性能和整個系統(tǒng)的成本有著密切的關系，因此主電路參數(shù)的確定就尤為重要。主電路參數(shù)選取是否適當，不僅決定系統(tǒng)能否正常工作，而且影響系統(tǒng)的補償性能，還影響整個系統(tǒng)的成本。文中分別討論了主電路的主要參數(shù)(電感L、直流側(cè)儲能電容C)以及電容電壓Uc與補償性能之間的關系，并給出了參數(shù)選取標準。為直流側(cè)有源電力濾波器主電路參數(shù)的設計提供了理論依據(jù)。最后，根據(jù)文中提出的參數(shù)選取標準，設計并調(diào)試了一臺試驗樣機，試驗結(jié)果證明了文中理論分析的正確性。

2　直流側(cè)APF的工作原理[4]
　　
　　與交流側(cè)APF相比，直流側(cè)APF主電路結(jié)構由全橋或半橋結(jié)構簡化為雙向 Boost結(jié)構。其功率級電路如圖1所示，其中L、S1、S2、Cp構成兩象限Boost型變換器。開關S1、S2互補導通，在一個開關周期中，S1導通的時間為占空比D對應的時間。

　　對于 DC側(cè)APF來說，如果從整流橋直流側(cè)向輸出端看去，負載和與之相并聯(lián)的DC側(cè)APF一起視為純電阻，則達到了控制目的。此時，對于電源來說，可以用一個等效電阻來模擬非線性負載與DC側(cè)APF相并聯(lián)的整體電路，并設該等效電阻為Re，則DC側(cè)APF的控制目標可表示為

　　(1)
　　在準靜態(tài)狀態(tài)，兩象限Boost變換器的輸入輸出關系滿足

　　(2)
　　將DC側(cè)APF的控制目標(1)式帶入(2)式，等式兩邊同乘電流ig取樣比Rs,得到

　　(3)
　　令，則(3)式可以簡寫為

　　(4)
　　在每個開關周期TS內(nèi)，認為ig、vm近似不變，對(4)式兩邊同時在一個開關周期內(nèi)積分，得

　　(5)
　　方程（5）可以采用單周控制方式[4]來實現(xiàn)。如果在每個開關周期中都滿足了(5)式，也就使電網(wǎng)輸出電流保持為正弦波，達到了諧波補償?shù)哪康摹?br style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; ">
3主電路參數(shù)與補償性能的關系

3.1電感L的確定

　　控制APF中各開關器件的目的是使APF產(chǎn)生的補償電流能夠?qū)崟r跟蹤非線性負載電流中的諧波和無功電流的變化，并提供大小相同、方向相反的諧波和無功電流，使電網(wǎng)向負載和APF構成的整體電路提供正弦電流。電感電流的動態(tài)指標決定了APF的跟蹤效果。從理論上講，在一定范圍內(nèi)，電感電流的動態(tài)變化率越大，補償效果越好。在ugmax，Uc相同的情況下，如果L的值小一些，就會大一些。當然也不是L越小越好。L越小，越大，會在補償電流中產(chǎn)生過大的紋波電流，從而影響補償效果。因此應確定APF可以跟蹤的負載電流最大變化率。下面將推導確定負載電流變化最大值的近似公式。如果APF的開關頻率為fs，那么APF能夠補償?shù)淖罡叽螖?shù)諧波頻率
fh＝

　　(6)
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