1、效电路如图所示。图中是电网电压，表示电网上的电抗和分别是在耦合变压器原边上等效的逆变器输出电压输出滤波电感和电容是将非线性负载等效的谐波电流源和构成串联谐振注入回路，其中和谐振于基波频率，而有源部分发出的补偿谐波将通过注入电网。图系统单相等效电路图由图，设有源逆变器耦合变压器原边电压和电流可用下式表示式中为变压器的变比，为流过注入电容的有效输出补偿谐波，和分别为输出电感和注入电容的阻抗值。由式可知有源逆变器的容量可表达为由于的有源部分被控制为个谐波电压源，且流过耦合变压器的基波电流基本为，因此流过耦合变压器副边的电流主要是谐波电流，最大的时候等于无源滤波后的负载谐波电流。又以上设计各参数的主要原则是应确保有源逆变器。
2、路的设计以及直流侧电容的选取。功率开关选择的是智能模块，型号为，电压，电流，驱动电路的设计在第二章已经有详细的介绍，这里主要介绍直流侧电容的选取。在直流侧电容的选取方面，直流侧电容的容值越大，电压波动就越小，但电容器的成本也就越高，同时装置的体积随之增大，故在保证电压波动要求的前提下应尽量减小直流电容的容值。直流侧电容由三相全桥整流电路供电，为提供了个稳定的直流工作电压，免去了控制器对直流电压的控制，大大减少了控制算法的复杂度，同时这种结构的直流侧电压不再因输出功率的变化而产生电压波动，提高了输出的稳定性和准确性。三相全控桥式电路直流侧电压平均值为考虑关断浪涌冲击电压，选取直流电容额定电压值为。直流侧电容的容值主要取决于直流电压的脉动大。
3、入支路之间接有耦合变压器，它不仅可用来匹配中有源部分的电压和电流，而且可以起到电气隔离的作用，使得逆变器的维护和绝缘都比较容易。图的基本类型图给出了常用的四种输出滤波器结构，在我们的应用中，我们选择图所示的滤波器。耦合变压器次侧的端电压等于电容两端的电压，因此，设计开关纹波滤波器，主要是解决好电感和电容之间的分压问题。在载波频率附近，和应满足下列两个条件，目的是使有源逆变器输出的高频开关频率电压成分大部分降落在电感上，而电容两端的电压近似为零，这就要求应有相对较小的电容值和相对较大的电感值。和，为系统在载波频率下折合到耦合变压器次侧的等效阻抗，该条件的目的是保证分压是在电感和电容之间进行，受的影响不大，这就要求电容和电感的值都不应很大。而。
4、发出的电流大部分都流入支路，于是可得，参考式可知由式可见，有源逆变器的容量与耦合变压器变比无关，只要知道无源滤波后负载谐波电流的最大值，所需的有源逆变器容量也就可以计算得到。但考虑到功率开关器件是分等级的，比如说，就分等等，并不是任何电压和电流的都有，所以在有源逆变器容量为定额时，还需要通过耦合变压器按式来进行匹配，使功率开关器件的容量得到充分的利用。另方面，变压器的变比也不宜取值过大或过小，这是因为若过大则逆变器输出的补偿谐波电流将很难通过注入电网中，而若过小则可能使得有源部分的分压过大，导致直流侧的电压上升，进而影响整套装置的安全运行。最终本装置确定耦合变压器的变比为。逆变电路的设计逆变电路的设计包括功率开关器件的选择，功率开关驱动电。
5、也能进行较大容量的无功补偿，与此同时，基波无功电流和谐波电流都只有极少部分流入耦合变压器和逆变器，因此不会由于进行无功补偿而导致其有源部分容量的增大，而滤除掉的部分特征谐波电流也不会流入有源部分，这使得有源逆变器的容量进步减少，从而使逆变器主电路避免采用多重化的主电路结构或开关器件的串并联，可大大减少实际应用中的工程造价，有效提高装置的性价比。整流负载电网次次无无源源支支路路控制器滤波电感基波谐振支路滤波电容图串联谐振注入式系统结构图无源支路参数和容量设计单调谐滤波器由电感电容和电阻组成，它的工作原理是利用电感和电容对次谐波频率产生串联谐振使得滤波器的阻抗很小，从而把负载中的该次谐波电流引入滤波器。滤波器对次谐波的阻抗为其中为基波角。
6、形方式安装，以抑制相间互感对单调谐滤波器滤波效果产生的消极影响。在调谐上，将单调谐支路的阻抗调整为离谐振频率偏的感性，以降低滤波支路与电网发生谐振的可能性。系统中隔离变压器的容量为，连接，绝缘，变比为，采用高压电缆与注入支路相连，这是由于在注入支路投入的瞬间，基波谐振支路同样将会承受左右的电压，然后才会逐步下降，若选用低压电缆则在此过程中容易造成损坏。有源逆变屏及有源逆变控制器有源逆变屏用于完成补偿谐波的控制输出，其最主要的两个构成部分是基于智能模块的电压型逆变器和基于的控制器，如图和图所示。以下分别进行介绍。图基于智能型模块的电压逆变器及驱动电路有源输出屏图有源逆变控制器调试及运行有源输出屏如图所示，其中主要安放滤波电容和滤波电感，构成输出滤波。
7、影响，以保证滤波器的安全稳定运行。的数值。采用投资费用最小的方法设计单调谐滤波器。设电容和电感的单位容量的投资为和，则滤波器所需的资金为联系式，显然可表达为的函数，为求得取最小值时的值，用对求导并令其等于得电容值为根据式得电感值为若此参数值还不能满足无功补偿容量的要求，则可考虑加装带电抗的并联电容器。品质因素。定义品质因素为谐振频率下或的电抗与的比值滤波器对于调谐频率的谐波阻抗与其品质因数成正比，即越大，阻抗越小，其阻抗的频率响应曲线越尖锐，频率选择性越好。但是，滤波器对于参数的变化会越敏感，旦失谐，其性能将会变化很大，而且旦无源滤波器和电网发生串并联谐振，谐波放大的程度也越大。因此，滤波器的品质因素不能取得太大，也不能。
8、根监控屏整流要加开关逆变屏输出屏刀闸过压保护过压保护过流保护交流控制电源芯低压电缆根直流保护电源芯低压电缆根图并联型应用系统和电缆连接图高压开关柜无源支路和隔离变压器系统中高压开关柜采用正泰公司生产的电容器柜，其与无源支路的刀闸构成电气闭锁，以确保在投入无源支路时必须先合上刀闸才能闭合开关柜中的断路器，而在切除无源支路时，必须先断开开关柜中的断路器才能将无源支路中的刀闸合至接地位置，从而有效避免带电操作造成事故。另外，除了自带的电容器过压和基于开口三角的不平衡保护之外，有源部分的继电保护信号也接入了注入支路的高压开关柜，从而使得在有源部分出现问题的同时跳开整个注入支路，以保证整套装置的安全。系统中的无源滤波器支路采用框架式结构，其电感采用等边三角。
9、频率。滤波器的谐振频率为从式和式可以看出，单调谐无源滤波器对基波的阻抗是呈容性的，也就是说，单调谐无源滤波器能够提供定的无功功率。为减少因电网频率偏差原因使滤波器与系统在特征频率上出现并联谐振的几率，在确定单调谐滤波器的调谐频率时应将其设置为稍低于相应的特征频率，即应使滤波器从感性域上接近串联谐振。在根据谐波治理对象的谐波含量特点确定单调谐无源滤波器的具体滤波次数后，电容和电感具体参数设计主要由以下几个方面进行考虑的容量。单调谐滤波器中的电容和电抗器主要承受两种频率的激励作用，个是电网基波频率电压，另个是调谐频率电流。那么电容和电抗器的容量可表示为式中为基波相电压，为次谐波电流，值得注意的是实际应用中应增大来考虑背景谐波的。
10、对于低频次的谐波，电感的分压应该很小，电容两端的电压基本上等于有源逆变器的输出电压，这就要求应有相对较小的电容值和相对很小的电感值。需要注意的是，电容的大小又会影响有源电力滤波器的跟踪速度，有源电力滤波器的跟踪速度是个很重要的性能指标，决定了在动态情况下，有源电力滤波器的补偿效果。因此，设计开关纹波滤波器时，应重视这点。电容越大，有源电力滤波器的跟踪速度越慢。因此，电容不应很大。输出滤波器参数具体的分析影响与设计可以参考文献。最终我们设计选取的输出滤波器电感为，电容为。耦合变压器连接在输出滤波器和注入支路之间，不仅可用来匹配有源部分的电压和电流，而且可以起到电气隔离的作用，使得逆变器的维护和绝缘都比较容易。由图可得串联谐振注入式有源滤波系统单相等。
11、取得太小。在工程上，可采用如下的方法确定最佳值其中为电网系统的最大阻抗角，为电网的最大频偏。值确定之后即可根据式得到的大小。若电感器内存在的内阻还不够大，可考虑添加外接电阻器。根据以上三个因素确定的无源各支路的调谐次数，无功补偿容量和参数见表和所示。表无源支路无功补偿容量设计表注入支路单调谐支路调谐次数次次次无功容量表无源支路参数设计表注入支路单调谐支路调谐次数次次次设计参数值输出滤波器和耦合变压器设计有源逆变器输出电压中除了含有所需的补偿电压外，还含有因功率器件的开断所带来的高频毛刺，如果将有源逆变器的输出电压直接加于注入支路，显然会给电网带来新的高频谐波污染，因此必须用输出滤波器，将逆变器工作引起的高频毛刺滤除。另外，通常在输出滤波器和注。
12、小，根据工程设计的经验有以下计算公式式中为逆变器的额定输出电流均方根值，为直流电压平均值，为逆变器的最低输出频率，为允许直流电压频率低峰值纹波因数，为负载位移因数角有关系数，由上式各计算出直流侧电容容值为，由个额定电压为的电容两串两并构成。串联谐振注入式的工程应用应用于江西铜箔厂的并联型的系统和电缆连接图如图所示。三条无源支路都通过高压开关柜接入电网中，有源部分主要安放在监控屏逆变屏和输出屏中，通过隔离变压器与注入电路中的基波谐振支路相连，以下就各组成部分分别进行介绍。电网芯高压电缆根芯屏蔽电缆根芯屏蔽电缆根高压高压高压开关开关开关芯屏蔽电缆根柜柜柜芯高压电缆根隔离变压器芯屏蔽电缆根芯屏蔽电缆根整流电源芯低压电缆根芯高压电缆。
参考资料：
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有源电力滤波器控制器的研制及其应用（最终版）