1引言
UPS备用（应急）发电机组是低压供电系统，一般都采用三相四线制输出。由它供电的负载常常是不对称负载，其中包括三相不对称电阻负载，三相不对称电感负载，三相不对称非线性负载，或包括电阻、电感、非线性负载在内的三相不对称混合负载。
所谓功率调节器，就是当UPS备用（应急）发电机组在向不对称负载供电时，即使是向最严重的单相负载供电，功率调节器也能使发电机组的输出电流，成为三相对称的纯正弦有功电流，即便是单相负载的功率达到机组额定功率时也是如此。由于功率调节器能够把三相不对称负载（包括电阻性、电感性、非线性、以及它们的混合不对称负载）的功率，变换成只让机组提供三相对称的有功功率，使机组永远工作在三相对称有功功率状态，故称作功率调节器。
由于功率调节器的上述作用，它必须具备如下的功能：
1）能够对负载的无功电流进行动态补偿，使机组的输出功率因数接近于1；
2）能够对负载的谐波电流进行动态补偿，使机组的输出电流接近于正弦波；
3）能够对三相不对称电流进行动态补偿，使机组的输出电流为三相对称电流。
由上述三个功能可知，UPS备用（应急）发电机组功率调节器，实际上就是一个可以对三相不平衡电流进行补偿的电力有源滤波器。在三相负载基本对称时，它可以对负载的无功电流与谐波电流进行补偿；在三相负载不对称时，即使在最严重的单相负载时，也能保证使发电机组输出三相对称的有功功率电流，其单相负载的功率可以达到机组的标称额定功率。这些性能表明，功率调节器提高了机组的供电质量，并能把三相不对称负载变换成机组的三相对称有功负载，从而提高了机组向不对称负载的供电能力，使单相负载时的功率可达到机组的标称额定功率。
2功率调节器的组成与工作原理
UPS备用（应急）发电机组的功率调节器原理电路如图1所示。其中功率调节器的电路，就是一个可以补偿三相不平衡电流的并联电力有源滤波器。它由三部分组成，即可以双向四象限工作的三相电压型DeltaPWM逆变器、PWM脉冲形成驱动器、由指令电流运算电路及电流跟踪控制电路组成的控制器。
图1中，usa，usb，usc表示交流电源，负载为不对称的电阻、电感、整流电路或由它们组成的不对称负载，是无功电流、谐波电流和不对称电流源。控制器中的指令电流运算电路的作用是，检测出负载电流iLa、iLb、iLc中的无功分量、谐波分量和不平衡电流分量，并由这些分量作为指令电流，由电流跟踪控制电路根据指令电流产生出PWM触发脉冲，此触发脉冲经驱动器放大后去驱动Delta逆变器。由Delta逆变器产生出补偿电流，以对负载的无功电流、谐波电流和不平衡电流进行补偿，使机组的输出电流成为三相对称的有功电流。
可以补偿不平衡电流的电力有源滤波器，采用的是并联式有源滤波器。当需要补偿负载产生的无功电流、谐波电流和不平衡电流时，应首先检测出负载电流iLa、iLb、iLc中的无功电流分量iLaq、iLbq、iLcq，谐波电流分量iLah、iLbh、iLch和不平衡分量iLao、iLbo、iLco，将这些分量反极性后相加作为补偿电流isac、isbc、iscc的指令信号，由Delta逆变器产生的补偿电流与负载电流中的各分量电流，例如iLaq、iLbq、iLcq等大小相等，方向相反而互相抵消，使机组输出电流isa、isb、isc成为只含基波有功功率电流的三相对称正弦电流，对于A相：
上式中：iLaf表示负载电流的基波有功分量。
当机组向最严重的单相（例如A相）不对称负载供电，单相负载的功率等于机组的额定功率时，负载电流，机组输出电流和功率调节器补偿电流的数值，如图2所示。
这里必须指出的是，功率调节器对机组电流的补偿是动态补偿，对补偿对象的变化具有极快的响应速度，可以作到连续调节；对无功功率进行补偿时不需要储能元件，对谐波电流进行补偿时所需储能元件的容量也不大，但对不平衡电流进行补偿时却需要较大容量的储能元件；即使补偿对象电流过大，功率调节器也不会发生过载，并能正常发挥补偿作用；功率调节器对机组电流的补偿受机组阻抗的影响不大，不容易和机组内阻抗发生谐振；能跟踪机组频率的变化，故补偿性能不受机组频率变化的影响；由于机组是三相四线制输出，所以负载各相的电压和相应的机组各相电压相等，当机组相电压对称时，负载各相电压也是对称的，故补偿性能也不受机组电压的影响。
3功率调节器的指令电流运算电路
功率调节器的控制器，是由指令电流运算电路和电流跟踪控制电路两部分组成的。本节只介绍其中的指令电流运算电路，电流跟踪控制电路和驱动器一起将在下一节中介绍。
3.1检测无功电流和谐波电流的运算电路
以A相电路为例，当负载中含有电阻、电感和非线性负载时，负载电流将滞后于机组电压，并产生畸变，此时A相负载电流iLa的傅里叶级数表达式为
式中f代表基波，n代表谐波次数，φf为基波电流滞后于机组电压的相位角，φn为n次谐波电流滞后于电压的相位角，注脚f代表基波。
功率调节器向机组提供所需的无功与谐波电流的工作原理是，将A相负载电流iLa中的无功与谐波电流iLaq＋iLah从iLa中分离出来，用iLaq＋iLah作为指令电流对Delta逆变器进行跟踪控制，得到与iLaq＋iLah相同的电流输入到负载，此时机组输入到负载的电流isa=iLaq。
电流iLaq＋iLah的检出运算电路如图3所示。将A相负载电流iLa加到图3所示电路的输入端，经低通滤波器Ⅰ（见图5）滤除iLa中的谐波电流iLah，将剩下的基波电流iLap＋iLaq与机组电压usa=Umsinωt输入到乘法器Ⅰ中，相乘后得到
F经过低通滤波器Ⅱ（见图5），将二次谐波分量滤除，只剩下直流分量
式中K为低通滤波器Ⅱ的放大系数。将g和usa再输入到乘法器Ⅱ中，相乘后得到
