为了使电力有源滤波器具有良好的电流补偿特性,要求逆变器直流侧电源电压(即直流侧电容器上的电压)受控在一个适当的数值上。在电力有源滤波器的应用中,不再采用单独的直流电源并联直流侧电容器的做法,而是对直流侧电压Udc进行控制,以求Udc的稳定。

　　结合图7说明逆变器直流侧电源电压的控制原理。

　　在图7中，Udcr是Udc的参考值,经PI调节器，将Udc与Udcr的差值变换为调节信号△Udc，△Udc叠加到g上，使指令信号ic*中包含有一定的基波有功电流分量，这样，逆变器输出的补偿电流中也包含有一定的基波有功电流分量，并入市电电网，从而实现电力有源滤波器的直流侧与交流侧的能量交换，将直流侧电源电压Udc调节到参考值Ucr上。

　　由于逆变器是双向四象限工作,为直流侧与交流侧的能量交换提供了通路。直流侧电源电压Udc的能量特征是有功功率,所以,直流侧与交流侧的能量交换只与瞬时有功功率有关。假设逆变器交流侧的瞬时有功功率和瞬时无功功率分别为pA和qA;负载侧的瞬时有功功率和瞬时无功功率分别为pL和qL,由于负载电流不是正弦波,其中包含有谐波分量,则pL和qL可以认为由直流分量和交流分量两部分组成。设pL的直流分量和交流分量分别为pL-和pL~,qL的直流分量和交流分量分别为qL-和qL~。下面分别讨论电力有源滤波器补偿谐波和补偿无功分量两种情况下,直流侧电源电压Udc的变化情况。

　　(1)电力有源滤波器仅用于谐波补偿

　　当电力有源滤波器用于谐波补偿时,逆变器交流侧的瞬时功率补偿负载瞬时功率中的交流分量,即

　　此时,由于负载的瞬时功率中的交流分量已被补偿,直流侧电源只需要提供负载所需的瞬时有功功率的直流分量pA-和瞬时无功功率的直流分量qL-。由于电力有源滤波器的瞬时有功功率pA的平均值为零,而Udc只表征有功功率特征,所以,Udc保持不变。上面分析说明,当电力有源滤波器仅用于谐波补偿时,直流侧电源电压Udc保持稳定。但是,因为pA中含有交流分量,Udc会随pA的波动而波动,其平均值保持不变。

　　(2)电力有源滤波器仅用于无功功率补偿

　　当电力有源滤波器仅用于无功功率补偿时,逆变器交流侧只有瞬时无功功率qA来补偿负载侧的瞬时无功功率qL,即

　　由于电力有源滤波器的瞬时有功功率为零,直流侧电源电压UdC将保持恒定。

　　2.3 电力有源滤波器与LC无源滤波器混合使用时

　　的控制方案

　　(1)控制方案