灵活定制电能质量的三相有源滤波器参考电流生成方法
阅读说明：本技术 灵活定制电能质量的三相有源滤波器参考电流生成方法 (Reference current generation method of three-phase active filter for flexibly customizing electric energy quality ) 是由 丁勇 茆美琴 张榴晨 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种灵活定制电能质量的三相有源滤波器参考电流生成方法,根据并网点三相电压及负荷电流,利用守恒功率理论将负荷电流分解成反应不同负荷特性的平衡有功电流和无功电流、不平衡有功电流和无功电流,以及空电流各电流分量；根据负荷电流分量定量计算各负荷特性对电能质量的影响因数；将期望电能质量指标与未补偿前各电能质量指标对比,计算获得三相有源滤波器需注入的参考电流,将参考电流下发给单台有源滤波器或多台有源滤波器用于控制。本发明以表征负荷特性的原始电能质量指标与期望电能指标间定量关系实现具备并网点电能质量灵活定制功能的三相有源滤波器参考电流的生成,适用于含非正弦电压、不平衡/非线性负荷场合。(The invention discloses a three-phase active filter reference current generation method for flexibly customizing electric energy quality, which decomposes load current into balanced active current and reactive current, unbalanced active current and reactive current and current components of idle current which reflect different load characteristics by utilizing a conservation power theory according to three-phase voltage and the load current of a grid-connected point; quantitatively calculating the influence factor of each load characteristic on the power quality according to the load current component; and comparing the expected power quality index with each power quality index before compensation, calculating to obtain the reference current to be injected by the three-phase active filter, and sending the reference current to a single active filter or a plurality of active filters for control. The invention realizes the generation of the reference current of the three-phase active filter with the function of flexibly customizing the power quality of the grid-connected point by using the quantitative relation between the original power quality index representing the load characteristic and the expected power index, and is suitable for occasions containing non-sinusoidal voltage and unbalanced/nonlinear loads.)
技术领域
本发明涉及电能质量治理技术领域，更具体地说是为实现三相系统电能质量的灵活定制的三相有源滤波器参考电流生成方法。
背景技术
随着电力电子化电力系统的不断发展，可再生能源比例不断渗透，新型负荷不断应用，电力系统中尤其是在容量较小的微网边界内，不对称/不平衡、非正弦、非线性现象日益明显。随意连接的单相分布式发电单元及负荷将造成源侧及荷侧的不平衡、电力电子接口将引入高频扰动、电动汽车充电可能产生谐波污染等，都将对系统电能质量造成不利影响，因此对系统内不平衡、非线性等非理想特性进行补偿，实现电能质量的灵活定制具有重要现实意义。
配置专用电能质量改善装置是实现电能质量治理的有效手段之一。这其中包括无源滤波器及有源滤波器等，应用不同的滤波器可实现不同的电能质量改善作用。对于并联有源滤波器而言，准确的参考电流生成是其实现精确补偿的关键。现有的有源滤波器一般基于瞬时无功功率理论得到参考电流，以实现对系统无功及谐波电流的补偿，但是，传统参考电流生成方法在系统电压发生非正弦畸变时不再适用，且无法对系统不平衡电流进行补偿。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种灵活定制电能质量的三相有源滤波器参考电流生成方法，实现对系统无功、不平衡及非线性特性的灵活定制补偿，并能适用于电压非正弦畸变情况。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明灵活定制电能质量的三相有源滤波器参考电流生成方法的特点是按如下步骤进行：
步骤1：利用采集获得的并网点三相电压及负荷电流，根据守恒功率理论将负荷电流进行分解，获得分别反应不同负荷特性的各负荷电流分量，所述各负荷电流分量包括：平衡有功电流、平衡无功电流、不平衡有功电流、不平衡无功电流及空电流；
步骤2：根据所述负荷电流分量计算获得原始电路各负荷特性对电能质量的影响因数作为未补偿的原始电能质量指标，包括全局功率因数、无功性功率因数、不平衡性功率因数以及畸变功率因数；
步骤3：将期望电能质量指标与原始电能质量指标进行对比，计算获得三相有源滤波器需注入的参考电流，并将参考电流下发给单台有源滤波器或多台有源滤波器用于后续控制。
本发明灵活定制电能质量的三相有源滤波器参考电流生成方法的特点也在于：在所述步骤1中按如下方式分解获得各负荷电流分量：
步骤1.1：采集获得拟实施电能质量治理的原始电路并网点处三相电压vA，vB，vC，以及负荷电流iLA，iLB，iLC，根据式(1)计算获得三相电压同源积分变量
式(1)中，m＝A,B,C，是以m表示A，B，C三相；
为并网点m相电压vm的同源积分变量，∫vm为并网点m相电压vm的积分变量；
为并网点m相电压积分变量的平均值；
步骤1.2：根据式(2)和式(3)分别计算获得原始电路有功功率P和原始电路无功能量W：
式(2)和式(3)中：
为并网点三相电压向量，为并网点三相电压同源积分向量，为负荷电流向量；
为原始电路瞬时有功功率平均值，∑Pm为原始电路各相有功功率之和；
表示计算并网点三相电压向量及负荷电流向量的内积；
为原始电路瞬时无功能量平均值，∑Wm为原始电路各相无功能量之和；
表示计算并网点三相电压同源积分向量及负荷电流向量的内积；
步骤1.3：利用式(4)、式(5)、式(6)和式(7)分别计算获得：
原始电路负荷电流中的有功电流分量iam和无功电流分量irm；
平衡有功电流分量和平衡无功电流分量
不平衡有功电流分量和不平衡无功电流分量以及空电流分量ikm；
其中：Pm为m相有功功率，Vm为并网点m相电压有效值，Gam为m相等效电导；
Wm为m相无功能量，为并网点m相电压同源积分有效值，Brm为m相等效无功性；
V为并网点三相电压的集合有效值，Gb为三相系统等效平衡电导；
为并网点三相电压同源积分的集合有效值，Bb为三相系统等效平衡无功性。
本发明灵活定制电能质量的三相有源滤波器参考电流生成方法的特点也在于：在步骤2 中按如下过程计算获得各原始电能质量指标：
步骤2.1：
计算获得原始电路有功功率P为：
计算获得原始电路无功功率Q为：
计算获得原始电路不平衡功率U为：U＝V×Iu；
计算获得原始电路畸变功率D为：D＝V×Ik；
则，原始电路视在功率S为：
其中：为原始电路负荷三相平衡有功电流集合有效值；
为原始电路负荷三相平衡无功电流集合有效值；
Iu为原始电路负荷三相不平衡电流集合有效值；
Ik为原始电路负荷三相空电流集合有效值；
步骤2.2：由式(8)、式(9)、式(10)和式(11)计算获得原始电路的各电能质量指标，包括：
原始全局功率因数PFtol，用于反映负荷非理想特性；
原始无功性功率因数PFrea，用于反映负荷无功特性；
原始不平衡性功率因数PFunb，用于反映负荷不平衡特性；
原始畸变功率因数PFdis，用于反映负荷非线性特性；
其中：Ιna为负荷电流中三相非平衡有功电流集合有效值。
本发明灵活定制电能质量的三相有源滤波器参考电流生成方法的特点也在于：在所述步骤3中按各不同状况分别计算获得三相有源滤波器需注入的参考电流，所述各不同状况分别为：
状况一：全局功率因数定制；状况二：无功性功率因数定制；
状况三：不平衡性功率因数定制；状况四：畸变功率因数定制；
针对状况一，所述三相有源滤波器的参考电流生成按如下步骤进行：
步骤3.1.1：设定实施电能质量定制后的全局功率因数期望值为PFtol_new；
步骤3.1.2：保持负荷三相平衡有功电流集合有效值不变，联立原始全局功率因数PFtol及全局功率因数期望值PFtol_new如式(12)所示：
其中，Ιna_new为电能质量定制后并网点三相非平衡有功电流集合有效值；
步骤3.1.3：在全局功率因数定制场合，将有源滤波器参考补偿电流设置为式(13)所示的差值：
其中：ina为原始负荷电流非平衡有功电流，ina_new为补偿后并网点电流非平衡有功电流；
步骤3.1.4：定义全补偿系数TC为：TC＝ina_new/ina，根据式(12)和式(13)将全补偿系数 TC表征为式(14)：
根据式(13)和式(14)计算获得状况一条件下的有源滤波器参考补偿电流如式(15)：
实现对原始电路的全局功率因数定制；
针对状况二，所述三相有源滤波器的参考电流生成按如下步骤进行：
步骤3.2.1：设定实施电能质量定制后的无功性功率因数期望值为PFrea_new；
步骤3.2.2：保持负荷三相平衡有功电流集合有效值不变，联立原始无功性功率因数PFrea及无功性功率因数期望值PFrea_new如式(16)所示：
其中：为电能质量定制后并网点三相平衡无功电流集合有效值；
步骤3.2.3：在无功性功率因数定制场合，将有源滤波器参考补偿电流设置为式(17) 所示差值：
其中：为原始负荷电流平衡无功电流，为补偿后并网点电流平衡无功电流；
步骤3.2.4：定义无功补偿系数RC为：根据式(16)和式(17)将无功补偿系数 RC表征为式(18)：
根据式(17)和式(18)计算获得状况二条件下的有源滤波器参考补偿电流如式(19)：
实现对原始电路的无功性功率因数定制；
针对状况三，所述三相有源滤波器的参考电流生成按如下步骤进行：
步骤3.3.1：设定实施电能质量定制后的不平衡性功率因数期望值为PFunb_new；
步骤3.3.2：保持负荷三相平衡有功电流集合有效值及三相平衡无功电流集合有效值不变，联立原始不平衡性功率因数PFunb及不平衡性功率因数期望值PFunb_new如式(20)：
其中，为电能质量定制后并网点三相不平衡电流集合有效值；
步骤3.3.3：在不平衡性功率因数定制场合，有源滤波器参考补偿电流设置式(21)所示差值：
其中，iu为原始负荷电流不平衡电流，为补偿后并网点电流不平衡电流；
步骤3.3.4：定义不平衡补偿系数UC为：根据式(20)和式(21)将不平衡补偿系数UC表征为式(22)：
根据式(21)和式(22)计算获得状况三条件下的有源滤波器参考补偿电流如式(23)：
实现对原始电路的不平衡性功率因数定制；
针对状况四，所述三相有源滤波器的参考电流生成按如下步骤进行：
步骤3.4.1：设定实施电能质量定制后的畸变功率因数期望值为PFdis_new；
步骤3.4.2：保持负荷三相平衡有功电流集合有效值三相平衡无功电流集合有效值以及三相不平衡电流集合有效值Iu不变，联立原始畸变功率因数PFdis及畸变功率因数期望值 PFdis_new如式(24)：
其中，Ik_new为电能质量定制后并网点三相空电流集合有效值；
步骤3.4.3：在畸变功率因数定制场合，将有源滤波器参考补偿电流设置为式(25)所示差值：
其中，ik为原始负荷电流空电流，ik_new为补偿后并网点电流空电流；
步骤3.4.4：定义畸变补偿系数DC为：DC＝ik_new/ik，根据式(24)和式(25)将畸变补偿系数DC表征为式(26)：
根据式(25)和式(26)计算获得状况四条件下的有源滤波器参考补偿电流如式(27)：
实现对原始电路的畸变功率因数定制。
与现有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明方法不仅适用于传统正弦电压情况，也适用于电压发生非正弦或/和不对称情况；较之现有基于瞬时无功功率理论及其衍生理论的参考电流生成技术，本发明通用性更强；
2、本发明方法将负荷电流分解成与不同负荷特性相关的平衡有功电流、平衡无功电流、不平衡有功电流、不平衡无功电流及空电流等电流分量，各电流分量彼此正交，在参考电流生成时，可根据实际情况选择任一电流分量或者电流分量组合进行补偿，灵活性好；
3、本发明方法根据电能质量指标期望值与原始电能质量指标值之间的关系，容易获得各补偿状况下的参考电流，实现电能质量的精确定制。
表1为本发明一种实施案例下的三相电路系统参数。
附图说明
图1为实施例中三相电路系统结构；
图2为原始电路并网点三相电压；
图3为原始电路负荷电流；
图4为原始电路并网点三相电压同源积分；
图5a为原始电路负荷电流平衡有功电流；
图5b为原始电路负荷电流平衡无功电流；
图5c为原始电路负荷电流不平衡有功电流；
图5d为原始电路负荷电流不平衡无功电流；
图5e为原始电路负荷电流不平衡电流；
图5f为原始电路空电流；
图6a为状况一下全局功率因数；
图6b为状况一下并网点三相电流；
图7a为全局功率补偿并网点平衡有功电流；
图7b为全局功率补偿并网点平衡无功电流；
图7c为全局功率补偿并网点不平衡电流；
图7d为全局功率补偿并网点空电流；
图8为状况二下无功性功率因数；
图9a为无功性功率补偿并网点平衡无功电流；
图9b为无功性功率补偿并网点平衡有功电流；
图9c为无功性功率补偿并网点不平衡电流；
图9d为无功性功率补偿并网点空电流；
图10a为状况三下不平衡性功率因数；
图10b为状况三下并网点三相电流；
图11a为不平衡性功率补偿并网点不平衡电流；
图11b为不平衡性功率补偿并网点平衡有功电流；
图11c为不平衡性功率补偿并网点平衡无功电流；
图11d为不平衡性功率补偿并网点空电流；
图12a为状况四下畸变功率因数；
图12b为状况四下并网点三相电流；
图13a为畸变功率补偿并网点空电流；
图13b为畸变功率补偿并网点平衡有功电流；
图13c为畸变功率补偿并网点平衡无功电流；
图13d为畸变功率补偿并网点不平衡电流；
具体实施方式
如图1所示，本实施例三相电路系统中电源电压为对称三相电压，负荷包含三相非线性负荷及不平衡负荷，电源及负荷参数参见表1，各电流参考方向如图1中所示。
本实施例中灵活定制电能质量的三相有源滤波器参考电流生成方法按如下步骤进行：
步骤1：利用采集获得的并网点三相电压及负荷电流，根据守恒功率理论将负荷电流进行分解，获得分别反应不同负荷特性的各负荷电流分量，各负荷电流分量包括：平衡有功电流、平衡无功电流、不平衡有功电流、不平衡无功电流及空电流。
步骤2：根据负荷电流分量计算获得原始电路各负荷特性对电能质量的影响因数作为未补偿的原始电能质量指标，包括全局功率因数、无功性功率因数、不平衡性功率因数以及畸变功率因数。
步骤3：将期望电能质量指标与原始电能质量指标进行对比，计算获得三相有源滤波器需注入的参考电流，并将参考电流下发给单台有源滤波器或多台有源滤波器用于后续控制。
具体实施中，在步骤1中按如下方式分解获得各负荷电流分量：
步骤1.1：采集获得拟实施电能质量治理的原始电路并网点处三相电压vA，vB，vC，以及负荷电流iLA，iLB，iLC，根据式(1)计算获得三相电压同源积分变量
式(1)中，m＝A,B,C，是以m表示A，B，C三相；
为并网点m相电压vm的同源积分变量，∫vm为并网点m相电压vm的积分变量；
为并网点m相电压积分变量的平均值；
图2示出本实施例中采集的原始电路并网点电压为对称三相电压；
图3示出因原始电路中存在不平衡及非线性负荷，负荷电流呈不平衡畸变；
图4示出本实施例计算获得的三相电压同源积分也为三相正弦量。
步骤1.2：根据式(2)和式(3)分别计算获得原始电路有功功率P和原始电路无功能量W：
式(2)和式(3)中：
为并网点三相电压向量，为并网点三相电压同源积分向量，为负荷电流向量；
为原始电路瞬时有功功率平均值，∑Pm为原始电路各相有功功率之和；
表示计算并网点三相电压向量及负荷电流向量的内积；
为原始电路瞬时无功能量平均值，∑Wm为原始电路各相无功能量之和；
表示计算并网点三相电压同源积分向量及负荷电流向量的内积；
本实施例中计算获得的有功功率P＝12006W，W＝2.315J；因无功能量W＞0，表明负荷中含有感性负荷，与实施例设定情况相符。
步骤1.3：利用式(4)、式(5)、式(6)和式(7)分别计算获得：
原始电路负荷电流中的有功电流分量iam和无功电流分量irm；
平衡有功电流分量和平衡无功电流分量
不平衡有功电流分量和不平衡无功电流分量以及空电流分量ikm；
其中：
Pm为m相有功功率，Vm为并网点m相电压有效值，Gam为m相等效电导；
Wm为m相无功能量，为并网点m相电压同源积分有效值，Brm为m相等效无功性；
V为并网点三相电压的集合有效值，Gb为三相系统等效平衡电导；
为并网点三相电压同源积分的集合有效值，Bb为三相系统等效平衡无功性。
如图5a和图5b示出原始电路负荷电流中平衡有功电流和平衡无功电流分量均为三相对称正弦，平衡有功电流波形跟随并网点电压波形，二者仅幅值不同，反应了负荷平衡阻性特性；平衡无功电流滞后并网点电压及平衡有功电流波形90°，反应了负荷平衡感性特性；图 5c和图5d示出原始电路负荷电流中不平衡有功电流及不平衡无功电流分量均不为0，表明负荷各相的阻性及无功性与等效平衡阻性及无功性之间存在差异；图5e示出负荷电流中的不平衡电流分量为不平衡有功电流及不平衡无功电流之和，综合反应了负荷的不平衡特性；图5f 示出负荷电流中空电流分量不为0，反应了负荷的非线性特性；综合负荷电流分解结果与实际负荷情况，表明负荷电流分量分解方法能够有效提取和分离负荷电流中反映具体负荷特性的各电流分量，各电流分量彼此正交。
具体实施中，在步骤2中按如下过程计算获得各原始电能质量指标：
步骤2.1：
计算获得原始电路有功功率P为：
计算获得原始电路无功功率Q为：
计算获得原始电路不平衡功率U为：U＝V×Iu；
计算获得原始电路畸变功率D为：D＝V×Ik；
则，原始电路视在功率S为：
其中：
为原始电路负荷三相平衡有功电流集合有效值；
为原始电路负荷三相平衡无功电流集合有效值；
Iu为原始电路负荷三相不平衡电流集合有效值；
Ik为原始电路负荷三相空电流集合有效值；
本实施例中并网点三相电压集合有效值V＝380V；负荷三相平衡有功电流集合有效值＝31.67A；原始电路负荷三相平衡无功电流集合有效值原始电路负荷三相不平衡电流集合有效值Iu＝8.245A；原始电路负荷三相空电流集合有效值Ik＝4.306A；计算获得原始电路的有功功率P＝12060W，无功功率Q＝653.1VA，不平衡功率U＝3136VA，畸变功率 D＝1640VA以及视在功率S＝12580VA。
步骤2.2：由式(8)、式(9)、式(10)和式(11)计算获得原始电路的各电能质量指标，包括：
原始全局功率因数PFtol，用于反映负荷非理想特性；
原始无功性功率因数PFrea，用于反映负荷无功特性；
原始不平衡性功率因数PFunb，用于反映负荷不平衡特性；
原始畸变功率因数PFdis，用于负荷非线性特性；
其中：Ιna为负荷电流中三相非平衡有功电流集合有效值。
本实施例中原始电路全局功率因数PFtol＝0.9586，无功性功率因数PFrea＝0.0541，不平衡性功率因数PFunb＝0.2513，畸变功率因数PFdis＝0.1303。
具体实施中，在步骤3中按如下各不同状况分别计算获得三相有源滤波器需注入的参考电流，各不同状况分别为：
状况一：全局功率因数定制；状况二：无功性功率因数定制；
状况三：不平衡性功率因数定制；状况四：畸变功率因数定制；
针对状况一，三相有源滤波器的参考电流生成按如下步骤进行：
步骤3.1.1：设定实施电能质量定制后的全局功率因数期望值为PFtol_new；
一般而言，期望经有源滤波器补偿后的全局功率因数大于未补偿前的原始全局功率因数，期望全补偿时，PFtol_new＝1。
步骤3.1.2：根据全局功率因数定义，当平衡有功电流不变时，降低系统非平衡有功电流，可提高系统全局功率因数。因此，保持负荷三相平衡有功电流集合有效值不变，联立原始全局功率因数PFtol及全局功率因数期望值PFtol_new如式(12)所示：
其中，Ιna_new为电能质量定制后并网点三相非平衡有功电流集合有效值。
步骤3.1.3：考虑设定的电流参考方向，补偿后的并网点处电流与补偿电流之和为原始负荷电流；在全局功率因数定制场合，将有源滤波器参考补偿电流设为式(13)所示差值：
其中：ina为原始负荷电流非平衡有功电流，ina_new为补偿后并网点电流非平衡有功电流。
当时，ina_new＝0，即补偿后并网点处的非平衡有功电流为0，此时并网点处 PFtol_new＝1，系统实现全补偿；当时，ina_new＝ina，即补偿后并网点处的非平衡有功电流为原始负荷电流的非平衡有功电流，此时并网点处PFtol_new＝PFtol，系统没有实施任何补偿。
步骤3.1.4：定义全补偿系数TC为：TC＝ina_new/ina，根据式(12)和式(13)将全补偿系数 TC与原始全局功率因数PFtol及全局功率因数期望值PFtol_new的关系表征为式(14)：
根据式(13)和式(14)计算获得状况一条件下的有源滤波器参考补偿电流如式(15)：
实现对原始电路的全局功率因数定制。
本实施例中，设定在t＝0.06s之前，系统不实施补偿；t＝0.06s时，系统期望全局功率因数提高至0.98；t＝0.12s时，系统期望全局功率因数提高至1。分别将原始全局功率因数与两次期望的全局功率因数代入式(14)，计算得TCt＝0.06s＝0.6836，TCt＝0.12s＝0。即本实施例中，在 t＝0.06s，在t＝0.12s,，
图6a示出利用生成的有源滤波器补偿参考电流，系统在实施补偿后，并网点全局功率因数在t＝0.06s时由原始电路的0.9586逐步调整至设定值0.98，在t＝0.12s时又逐步调整至设定值1；图6b示出在t＝0.06s时，由于设定全局功率因数为0.98，并网点处的电流波形较t＝0.06s 前有所改善；在t＝0.12s时，由于设定全局功率因数为1，并网点处的电流呈对称正弦，不含任何非理想特性，实现了非理想特性的全补偿。
图7a示出全局功率补偿时并网点处平衡有功电流始终保持对称正弦，反应负荷平衡阻性特性；图7b、图7c和图7d示出并网点处的平衡无功电流、不平衡电流及空电流在t＝0.06s 时，均较t＝0.06s前有所改善，表明系统全局补偿发挥效用；在t＝0.12s后，三者均逐步下降为0，表明并网点处电流中无功特性、不平衡特性及非线性均逐步消失，系统完成非理想特性的全补偿。
针对状况二，三相有源滤波器的参考电流生成按如下步骤进行：
步骤3.2.1：设定实施电能质量定制后的无功性功率因数期望值为PFrea_new；
一般而言，期望经有源滤波器补偿后的无功功率因数小于未补偿前的原始无功性功率因数，期望无功全补偿时，PFrea_new＝0。
步骤3.2.2：根据无功性功率因数定义，当平衡有功电流不变时，改变系统平衡无功电流，可降低系统无功性功率因数，实现电能质量治理。因此，保持负荷三相平衡有功电流集合有效值不变，联立原始无功性功率因数PFrea及无功性功率因数期望值PFrea_new如式(16)：
其中：为电能质量定制后并网点三相平衡无功电流集合有效值。
步骤3.2.3：考虑设定的电流参考方向，补偿后的并网点处电流与补偿电流之和为原始负荷电流；在无功性功率因数定制场合，将有源滤波器参考补偿电流设为式(17)所示差值：
其中：为原始负荷电流平衡无功电流，为补偿后并网点电流平衡无功电流。
当时，即补偿后并网点处的平衡无功电流为0，此时并网点处PFrea_new＝0,系统实现无功电流的全补偿；当时，即补偿后并网点处的平衡无功电流为原始负荷电流的平衡无功电流，此时并网点处PFrea_new＝PFrea,系统没有实施无功补偿。
步骤3.2.4：定义无功补偿系数RC为：根据式(16)和式(17)将无功补偿系数RC与原始无功性功率因数PFrea及无功性功率因数期望值PFrea_new关系表征为式(18)：
根据式(17)和式(18)计算获得状况二条件下的有源滤波器参考补偿电流如式(19)：
实现对原始电路的无功性功率因数定制。
因原始无功性功率因数PFrea已较小，为0.0541。设定在t＝0.12s之前，系统不实施无功补偿；在t＝0.12s后，系统期望无功性功率因数降低为0，即PFrea_new＝0。将原始无功性功率因数与期望的无功性功率因数代入式(18)，计算得RCt＝0.12s＝0，即在t＝0.12s时，
图8示出利用生成的有源滤波器补偿参考电流，系统在实施无功补偿后，并网点处的无功性功率因数在t＝0.12s时由原始电路的0.0541逐步调整至设定值0。
图9a示出在t＝0.12s时，由于设定无性功功率因数为0，无功性功率补偿后并网点平衡无功电流逐步降为0，实现对无功电流的全补偿；图9b示出无功性功率补偿后并网点平衡有功电流始终保持对称正弦，反应负荷平衡阻性特性；图9c和图9d示出并网点不平衡电流及空电流在t＝0.12s实施无功功率因数补偿后，基本保持不变，表明系统并网点电流中不平衡特性及非线性仍然存在。
针对状况三，三相有源滤波器的参考电流生成按如下步骤进行：
步骤3.3.1：设定实施电能质量定制后的不平衡性功率因数期望值为PFunb_new；
一般而言，期望经有源滤波器补偿后的不平衡性功率因数小于未补偿前的原始不平衡性功率因数，期望不平衡全补偿时，PFunb_new＝0。
步骤3.3.2：根据不平衡性功率因数定义，当平衡有功及无功电流不变时，适当改变系统不平衡电流，可降低系统不平衡性功率因数，实现不平衡电流补偿。因此，保持负荷三相平衡有功电流集合有效值及三相平衡无功电流集合有效值不变，联立原始不平衡性功率因数PFunb及不平衡性功率因数期望值PFunb_new如式(20)：
其中，为电能质量定制后并网点三相不平衡电流集合有效值；
步骤3.3.3：考虑设定的电流参考方向，补偿后的并网点处电流与补偿电流之和为原始负荷电流，在不平衡性功率因数定制场合，有源滤波器参考补偿电流设为式(21)所示差值：
其中，iu为原始负荷电流不平衡电流，为补偿后并网点电流不平衡电流。
当时，即补偿后并网点处的不平衡电流为0，此时并网点处PFunb_new＝0, 系统实现不平衡电流的全补偿；当时，即补偿后并网点处的不平衡电流为原始负荷电流的不平衡电流，此时并网点处PFunb_new＝PFunb，系统没有实施不平衡补偿。
步骤3.3.4：定义不平衡补偿系数UC为：根据式(20)和式(21)，将不平衡补偿系数UC与原始不平衡性功率因数PFunb，以及不平衡性功率因数期望值PFunb_new的关系表征为式(22)：
根据式(21)和式(21)计算获得状况三条件下的有源滤波器参考补偿电流如式(23)：
实现对原始电路的不平衡性功率因数定制。
设定在t＝0.08s之前，系统不实施补偿；在t＝0.08s时，系统期望不平衡性功率因数由原始的0.2513降低至0.1；t＝0.14s时，系统期望不平衡性功率因数再降低至0。将原始不平衡性功率因数和期望的不平衡性功率因数代入式(22)，计算得到UCt＝0.08s＝0.3868，UCt＝0.14s＝0。即本实施例中，在t＝0.08s，在t＝0.14s，
图10a示出利用生成的有源滤波器补偿参考电流，系统在实施不平衡补偿后，并网点处的不平衡性功率因数在t＝0.08s时由原始电路的0.2513逐步调整至设定值0.1，在t＝0.14s时又逐步调整至设定值0；图10b示出在t＝0.08s时，由于设定不平衡性功率因数为0.1，并网点处的电流波形较t＝0.08s前有所改善,电流不平衡度有所降低。在t＝0.14s时，由于设定不平衡性功率因数为0，并网点处电流呈三相对称，但仍存在畸变，表明系统实现了不平衡电流的全补偿。
图11a示出在t＝0.14s时，并网点不平衡电流逐步降为0，表明并网点电流不再含有不平衡分量；图11b示出并网点平衡有功电流始终保持对称正弦，反应负荷平衡阻性特性；图11c 和图11d示出并网点平衡无功电流及空电流在t＝0.08s及t＝0.14s时实施不平衡性功率因数补偿后，基本保持不变，表明并网点电流中无功特性及非线性仍然存在。
针对状况四，三相有源滤波器的参考电流生成按如下步骤进行：
步骤3.4.1：设定实施电能质量定制后的畸变功率因数期望值为PFdis_new；
一般而言，期望经有源滤波器补偿后的畸变功率因数小于未补偿前的原始畸变功率因数，期望畸变全补偿时，PFdis_new＝0。
步骤3.4.2：根据畸变功率因数定义，当平衡有功及无功电流、不平衡电流不变时，适当改变系统空电流，可降低系统畸变功率因数，实现空电流补偿，即对非线性畸变的补偿。因此，保持负荷三相平衡有功电流集合有效值三相平衡无功电流集合有效值以及三相不平衡电流集合有效值Iu不变，联立原始畸变功率因数PFdis及畸变功率因数期望值PFdis_new如式(24)：
其中，Ik_new为电能质量定制后并网点三相空电流集合有效值。
步骤3.4.3：考虑设定的电流参考方向，补偿后的并网点处电流与补偿电流之和为原始负荷电流。在畸变功率因数定制场合，将有源滤波器参考补偿电流设置为式(25)所示差值：
其中，ik为原始负荷电流空电流，ik_new为补偿后并网点电流空电流。
当时，ik_new＝0，即补偿后并网点处的空电流为0，此时并网点处PFdis_new＝0, 系统实现空电流的全补偿；当时，ik_new＝ik，即补偿后并网点处的空电流为原始负荷电流的空电流，此时并网点处PFdis_new＝PFdis，系统没有实施空电流补偿。
步骤3.4.4：定义畸变补偿系数DC为：DC＝ik_new/ik，根据式(24)和式(25)将畸变补偿系数DC与原始畸变功率因数PFdis及畸变功率因数期望值PFdis_new关系表征为式(26)：
根据式(25)和式(26)计算获得状况四条件下有源滤波器参考补偿电流如式(27)：
实现对原始电路的畸变功率因数定制。
设定在t＝0.14s之前系统不实施补偿；在t＝0.14s时，系统期望畸变功率因数由原始的 0.1303降低到0。将原始畸变功率因数及期望的畸变功率因数代入式(26),计算得DCt＝0.14s＝0。即本实施例中，在t＝0.14s，
图12a示出利用生成的有源滤波器补偿参考电流，系统在实施空电流补偿后，并网点处的畸变功率因数在t＝0.14s时由原始电路的0.1303逐步调整至设定值0；图12b示出在t＝0.14s 时，由于设定畸变功率因数为0，并网点处的电流呈三相不对称正弦，说明系统实现了空电流的全补偿，不再含有畸变分量，但不对称等特性仍然存在。
图13a示出在t＝0.14s时，并网点空电流分量逐步降为0，表明并网点电流不再含有畸变分量；图13b示出并网点平衡有功电流始终保持对称正弦，反应负荷平衡阻性特性；图13c 和图13d示出并网点平衡无功电流及不平衡电流在t＝0.14s实施畸变功率因数补偿后，基本保持不变，表明系统并网点电流中无功性及不平衡特性仍然存在。
表1三相电路系统参数
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。