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1976 年，由 L.Gyugyi 和 E.C.Styaula 提出了通过PWM逆变器来产生谐波电流，构成APF主电路，首次提出了APF(有源滤波器)的概念。将产生的谐波电流进行相位取反处理后注入电网，实现谐波总和为零来滤除谐波[10]。随着时间推移，APF的控制方法和实现原理不断的丰富，APF有了更加丰富的定义。二十世纪后期，电力电子技术飞速发展大，涌现出一系列新型半导体器件，逆变技术也日趋成熟，这些条件使得 APF 的研究开始活跃起来。其中最具有影响力的是赤木泰文等人所研究的“三相瞬时无功功率理论”[11,12]。传统的功率理论只适用于标准正弦波，该理论是在均值、相量的基础上定义的。而三相瞬时无功功率理论是基于某一时刻的数值决定的，不限于标准正弦波，适用于时刻、过渡及时段。“瞬时无功功率理论”的提出，奠定了检测瞬时谐波电流的理论基础，APF滤波系统也较为完善的建立了起来。论文网
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有源滤波器（APF）的基本拓扑如图1.1所示。有源电力滤波器由谐波电流检测电路、指令电流运算控制系统和PWM逆变主电路三大部分构成[10]。控制系统产生主电路半导体管的驱动信号，控制其开关来产生与谐波电流瞬时幅值相等的参考电流。在半导体管通断过程中会产生开关纹波电流，频次很高在kHz以上。30984
图1.1 APF的拓扑结构
目前，抑制APF交流纹波电流的研究主要有以下两个特点：
(1)纹波电流精确采样困难，纹波抑制研究方向较为单一，主要集中于输出滤波器或者与相位、增益补偿控制策略相配合的方式研究。
对于有源滤波器主电路交流纹波电流，硬件上采用电感电容构成的无源输出滤波器，软件控制上进行增益和相位补偿的抑制方式。单纯的通过检测出纹波电流通过控制策略来补偿是非常困难。因为交流纹波电流是很难被精准的检测到，所以目前国内外几乎没有通过检测纹波电流抑制谐波方面的研究。目前，APF交流纹波的抑制多采用L，LC型输出滤波器配合控制策略来进一步完善的方法，LCL型输出滤波器虽然设计复杂、工程应用较少，但是由于其优越的滤除纹波的性能，成为研究的一大热点，同时在控制策略上，进行相位延迟和增益的补偿，系统的稳定性得到了极大的提高。
(2)二阶、三阶输出滤波器存在谐振弊端，引入阻尼器件成本高同时引入有源阻尼技术设计复杂。
LCL型输出滤波器以其优越的性能超越了L型输出滤波器，成为SAPF的输出滤波器的发展趋势[14,15,16]，但是由于其为三阶系统，存在谐振时阻抗缺失增益迅速增大，产生极高的谐振峰的问题。针对此问题，工程上通常会在滤波电容支路串联或者并联电阻器件，增大阻尼和谐振阻抗缺失。但是，电阻器件的引入，会导致发热量增大，成本高，且极易受系统阻抗的影响。目前，采用有源阻尼方法，不引入电阻硬件，而是通过控制算法的变化，改变控制电压来实现逆变器桥臂的开通关断情况来抑制谐振峰[17]。即通过反馈电容电流的控制策略，代替了电阻器件的引入，减少成本，但是设计过程需要考虑多方面因素，需要内外环结合，设计复杂。
综合以两个特点，本文依然采用主研究方向，采用输出滤波器，同时引入虚拟电阻来抑制谐振峰，通过采样滤波电容电压，乘以系数K所得到的电容电流可相当于并联1/K的虚拟电阻，设计过程简单。同时进行开关频率附近相位、增益的补偿，进一步完善纹波抑制系统，提高了基于输出滤波器的并联型有源滤波器的稳定性。