3 APF的控制算法

    当APF主电路结构和电流检测算法均已确定后，控制系统就成为影响APF性能和效率的关键环节。控制方法可以概括为两大类:一是传统的控制方法，如滞环电流控制，空间矢量控制，单周控制，无差拍控制法，三角波比较法，基于坐标变换的线性控制法，直接控制算法。二是新型智能控制方法，包括自适应控制，模糊控制法，神经网络控制法，迭代自学习控制法，重复控制法，预测控制法，滑模变结构控制法，瞬时电流控制算法，基于李雅普诺夫函数的控制算法。

    (1) 单周控制算法：其基本思想是控制开关占空比，在每个周期内使逆变器开关变量的平均值与控制参考值相等或成一定比例，从而消除稳态和瞬态误差。它具精度高、电路简单、对系统参数变化不敏感等优点。但这种方法难以精确获得APF与谐波负载并联的等效阻抗，只适合谐波和无功同时补偿的情况。

    (2) 无差拍控制算法：这是一种能够全数字实现的预测控制算法，它根据K时刻的负载电流和补偿电流，计算第K+1时刻的指令电流值及各种可能开关状态下补偿电流的预测值，然后选择使电流误差最小的开关状态，作为K+1时刻开关状态的选择依据。利用灰色系统理论可以将预测拓展到第K+2步，对K+2步的谐波参考电流和可能的输出电流进行预测和比较，综合后确定K+1步的开关状态。该方法能快速响应电流的突然变化，特别适合快速暂态控制。但存在计算量大，对参数依赖性高的缺点。

    (3) 电压空间矢量控制算法：从电动机的角度出发，把逆变器和电机看作一个整体，通过控制与参考矢量最接近的三个开关矢量的作用时间，使一个控制周期内开关矢量输出的平均效果逼近基准圆磁通。它的电压利用率高、能够很好的抑制电流过调，但是，控制算法复杂，需要很长的运算时间。文献[15]提出了基于电压空间矢量的滞环电流控制方法，利用电流误差矢量与参考电压矢量的空间分布给出最佳的电压矢量切换时间，使电流误差控制在滞环宽度以内。可以有效消除相间影响，并且其实现简单，无需复杂的矢量变换。

    (4) 直接控制算法：此算法基于直流侧电容电压控制和补偿电流反馈控制, 从瞬时有功和无功功率在系统中传递的角度出发, 以调节电网输入APF的有功功率为目标, 直接对输入的电流进行控制, 省略了检测有功和无功电流分量的繁琐过程, 使系统得到简化。

    传统的控制方法在实际中的应用已经很多，具有很快的反应速度、简单的控制电路、良好的控制精度。但传统的控制方法存在的一些固有缺点，限制了其进一步的应用，需要新型智能控制方法的补充。

    (5) 滑模变结构控制法：其原理是依靠高频转换强制闭环系统到达并保持在所设计的滑动面上，通过判别跟踪误差在曲面两侧中的哪一侧，直接选取开关模式。但现有的滑模变结构控制中，均是以跟踪误差为零构造切换曲面，会造成调节误差。并且逆变器开关频率不固定，开关谐波的频率范围广而且不容易被滤除，有待进一步的研究。

    (6) 瞬时电流控制算法：该算法通过分析并网型逆变器不同开关状态对瞬时电流的直接控制作用，得出一组瞬时电流位移因子算式。在调控输出电流时，采用脉宽调制方法选择不同位移因子并控制其作用时间，完成当前电流向下一时刻指令电流的转移，从而达到输出电流跟踪指令电流的控制目标。该方法仅用单数字信号处理器（DSP）即可实现有源电力滤波器的高性能快速检测与控制，简单实用，并且能够有效减小输出电感量。