TWI590554B

TWI590554B - Active power compensation system

Info

Publication number: TWI590554B
Application number: TW104128968A
Authority: TW
Inventors: Ching-Ming Lai; Yuan-Zhi Lin
Original assignee: Univ Nat Taipei Technology
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2017-07-01
Also published as: TW201711328A

Description

主動式電源補償系統

本發明係與電源補償系統有關；特別是指一種可抑制交流/直流轉換器或直流/交流轉換器直流側兩倍頻紋波的主動式電源補償系統。

近年來，為了減緩全球暖化所造成的極端氣候問題，全球均致力於發展節能減碳技術，包括發展綠色能源以及提高能源使用效率，以在維護環境以及經濟發展之間取得適當的平衡點。因此，伴隨著節能減碳的全球化浪潮推湧，提升綠色能源的技術應用是產業發展的主要方向之一。

目前普遍使用的綠色能源裝置主要有太陽能光伏發電系統、燃料電池以及風力發電系統等種類，而基於該些綠色能源裝置所產生的電能，通常會依照使用的需求，經過直流/交流電能轉換器轉換後提供給交流負載、市電或為交流電力網絡所使用或經由交流/直流電能轉換器轉換後提供給直流負載或直流電力網絡所使用。

然而，在經過直流/交流電能轉換器或交流/直流電能轉換器的轉換同時，轉換電路所輸出的瞬時功率除了包含有實功率之外，亦包含頻率為交流側兩倍頻率的紋波成分。而基於能量不滅定理，瞬時功率的紋波成分將會透過轉換電路而反映在綠色能源裝置的直流側，導致該裝置承受額外的負載，除了會降低該裝置的使用壽命之外，亦會增加該裝置中元件應力。因此，如何降低瞬時功率中紋波成分對於綠色能源裝置直流側的影響，是當前綠色能源系統發展進程中所急欲解決的問題之一。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種主動式電源補償系統，可有效抑制交流/直流轉換器或直流/交流轉換器之直流側的兩倍頻紋波。

緣以達成上述目的，本發明所提供之主動式電源補償系統包括一直流電源、一直流/交流轉換器、至少二主動式電源補償器以及一控制器。該直流電源用以輸出一直流電力；該直流/交流轉換器具有一直流側以及一交流側，該直流側與該直流電源連接以接收該直流電力，該直流/交流轉換器用以將該直流電力轉換為一交流電力後，併於該交流側輸出該交流電力；該等主動式電源補償器，與該直流/交流轉換器的直流側連接；該控制器，與該直流電源、該直流/交流轉換器及該等主動式電源補償器電性連接，該控制器係偵測該直流電源的直流電力以及該交流側的交流電力，依據偵測結果控制各該主動式電源補償器輸出一補償電流至該直流側，藉以補償該直流側所產生的紋波成分；另外，該控制器更可依據該直流電源的輸出功率分別輸出一功率控制命令予各該主動式電源補償器，以控制各該主動式電源補償器啟動或關閉

本發明另提供一種主動式電源補償系統包括一交流電源、一交流/直流轉換器、至少二主動式電源補償器以及一控制器。該交流電源用以輸出一交流電力；該交流/直流轉換器具有一交流側以及一直流側，該交流側與該交流電力源耦接以接收該交流電力，該交流/直流轉換器用以將該交流電力轉換為一直流電力後，於該直流側輸出該直流電力；該至少二主動式電源補償器與該交流/直流轉換器的直流側連接；該控制器與該交流電源、該交流/直流轉換器以及該些主動式電源補償器電性連接；該控制器係偵測該交流電源的交流電力與該直流側的直流電力，依據偵測結果控制各該主動式電源補償器輸出一補償電流至該直流側，藉以補償該直流側所產生的紋波成分；另外，該控制器可分別輸出一功率控制命令予各該主動式電源補償器，以控制各該主動式電源補償器啟動或關閉。

本發明之效果在於，透過該主動式電源補償器適時地提供補償電流，可補償直流/交流轉換器或交流/直流轉換器之直流側的紋波成分，進而能夠穩定轉換器之直流側的直流電力。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後，請參圖１所示，為本發明第一較佳實施例之主動式電源補償系統100包括有一直流電源10、一轉換器模組20、一補償器模組30以及一控制器40。其中：

該直流電源10用以提供一直流電力，該直流電源10可為一太陽能板、燃料電池或是水力發電裝置等綠色能源裝置，而在本實施例中，該直流電源10為一太陽能板。當然在其他實際應用上，也可使用其他可提供直流電力的裝置應用於該直流電源10。

該轉換器模組20在本實施例中，包含有複數個直流/交流轉換器DA1,DA2,…DAn，各該直流/交流轉換器DA1,DA2,…DAn皆具有一直流側以及一交流側。各該直流/交流轉換器DA1,DA2,…DAn的直流側皆與該直流電源10耦接，以接收該直流電源10所輸出的直流電力；各該直流/交流轉換器DA1,DA2,…DAn用以將該直流電力轉換為一交流電力後，再於各該交流側輸出交流電力。其中，各該直流/交流轉換器的直流側共同構成該轉換器模組20的直流側22，各該直流/交流轉換器的交流側共同構成該轉換器模組20的交流側24。其中，該轉換器模組20的交流側24連接有一以交流電網50為例的負載。而於其他應用上，該負載亦可為一被動型交流負載，如電阻性、電感性、電容性、或前三者混合型之負載等，而不以上述交流電網50為限。

該補償器模組30包含有複數個主動式電源補償器APF1, APF2,…,APFn，該些主動式電源補償器APF1, APF2,…,APFn係與該轉換器模組20的直流側22耦接。其中，各該主動式電源補償器的架構皆相同，於後茲以主動式電源補償器APF1說明其電路架構。請配合圖２所示，該主動式電源補償器APF1包含有一電容組、一半橋雙向轉換電路S以及一濾波電感L。該電容組包含有一第一電容C1以及一第二電容C2，且該第一電容C1以及該第二電容C2分別具有一第一端以及一第二端；該半橋雙向轉換電路S包含有一第一電晶體S1以及一第二電晶體S2，該第一、第二電晶體S1,S2分別具有一第一端以及一第二端。其中，該第一電晶體S1的第一端與該第一電容C1的第一端連接，該第一電晶體S1的第二端與該第二電晶體S2的第一端連接；該第二電晶體S2的第二端與該第二電容C2的第二端連接；該第一電容C1的第二端與該第二電容C2的第一端連接。該濾波電感L一端與該第一電晶體S1的第二端連接，另一端與該轉換器模組20的直流側22以及該直流電源10的正電端連接；而直流電源10的負電端（地線）則連接於第一電容C1與第二電容C2之間的節點上。

該控制器40分別與該直流電源10、各該直流/交流轉換器DA1,DA2,…,DAn以及各該主動式電源補償器APF1,APF2,…,APFn連接，該控制器40係可偵測該直流電源10的直流電力以及該轉換器模組20之交流側24的交流電力，並且依據能量守恆定理，交流側24之功率近似等於直流側22之功率，再依據偵測結果控制各個主動式電源補償器APF1,APF2,…,APFn之半橋雙向轉換電路的切換，促使各補償器之電容組交互地進行充電與放電，以分別產生一補償電流供予轉換器模組20直流側22，以補償在轉換器之直流側22所產生的兩倍頻紋波。

更詳而言之，該控制器40係依據偵測轉換器模組20之交流側24的併網電流i_grid 與併網電壓V_grid ，以及偵測轉換器模組20之直流側22的電源電壓V_s ；或者是偵測該直流電源10的電源電壓V_s 與電源電流i_s 以及偵測該轉換器模組20所接收的總直流電流i_dc 之數值，再依據偵測結果計算出所需的總補償電流i_apf 。其中，該補償電流i_apf 為各個主動式電源補償器APF1,APF2,…,APFn所輸出之補償電流的總和。

舉例來說，請復參照圖１所示，該轉換器模組20之直流側22的總直流電流i_dc 與該補償器模組30的總補償電流i_apf 以及該電源電流i_s 具有以下的關係式：i_s = i_dc - i_apf 。如要使得該電源電流i_s 盡可能地平穩而不受到轉換器模組20之交流側24的紋波成分所影響，該控制器40係依據直流電流i_dc 的波形，分別以對應的脈波寬度調變訊號（PWM訊號）控制各補償器之半橋雙向轉換電路S的第一電晶體S1以及第二電晶體S2依序切換導通與截止，使得各補償器的第一電容C1與第二電容C2交互地進行充放電，據以使各主動式電源補償器APF1, APF2,…,APFn分別產生一補償電流i_apf1 、i_apf2 、…、i_apfn ，而各該補償電流i_apf1 、i_apf2 、…、i_apfn 再經由各別的濾波電感L一併輸送至轉換器模組20的直流側22，以補償該直流側22所產生的紋波成分。請參閱圖３所示，在理想的情況下，直流電流i_dc 與補償電流i_apf 相減後，即可濾除轉換器模組20之直流側22的二次紋波電流，而可得到穩定的電源電流i_s ，換言之，即穩定該直流電源10所輸出予該轉換器模組20的直流電力。

另外，在實際的情況下，該直流電源10的輸出功率可能會受到一些外部環境因素的影響而有所改變。例如以太陽能板為例的直流電源10，若其所接收之日照強度較小時，該直流電源10的輸出功率將會降低，而其所輸出的電源電流i_s 亦會隨之下降。此時，由於能量在傳遞與轉換的過程中勢必會有所損耗，因此，若仍是以所有的主動式電源補償器全部啟動的情況下，進行紋波電流的補償，恐有功率損耗的疑慮出現。

有鑑於此，本發明的控制器40更可偵測並計算該直流電源10的電源電流i_s 與該轉換器模組20直流側22的直流電流i_dc 之間的絕對差值，並依據該絕對差值與該些主動式電源補償器所能負荷的額定電流（最大的瞬時併網電流或瞬時輸入電流）相比較，再根據比較的結果，向各該主動式電源補償器APF1, APF2,…,APFn輸出對應的功率控制命令P_cmd1 、P_cmd2 、…、P_cmdn ，以控制各該主動式電源補償器APF1,APF2,…,APFn的啟動與關閉。其中，所述控制主動式電源補償器的啟動，即是控制其半橋雙向轉換電路S的第一電晶體S1與第二電晶體S2切換，使其電容組可進行充放電，而可產生補償電流；另外，所述控制主動式電源補償器的關閉，即是控制其半橋雙向轉換電路S的第一電晶體S1與第二電晶體S2關閉，使其電容組停止進行充放電，而停止產生補償電流。

以下舉一較簡明的例子佐為說明，當直流電源10所輸出電源電流i_S 為10A，而該轉換器模組20直流側22的直流電源i_dc 為13A，換言之，所需要補償的補償電流為3A。又每一主動式電源補償器APF1,APF2,…,APFn的額定電流為5A。因此，僅需要啟動部分的主動式電源補償器，以及關閉另一部分的主動式電源補償器，即可負擔該｜i_dc - i_S ｜= 3A的補償電流。請參閱圖４所示，亦即，僅需要啟動一台主動式電源補償器APF1做為供應所需的補償電流i_apf 即可，而其他的主動式電源補償器APF2,…,APFn則可暫且關閉，藉以省去不必要的能源轉換消耗，但仍舊有良好紋波補償效果。

另外值得一提的是，若該直流電源10的輸出功率變化是具有週期性的，該控制器40當然也可以定時器的概念對各該主動式電源補償器APF1,APF2,…,APFn進行個別的調控。例如：在一第一時間區段中，控制主動式電源補償器APF1~APF5啟動，控制主動式電源補償器APF6~APFn關閉，以進行紋波的補償；而在一第二時間區段中，控制所有的主動式電源補償器APF1~APFn啟動，以進行紋波的補償。如此一來，對於各別主動式電源補償器進行功率命令調配的方式，更可有效地提升整體系統的可靠度，而具有高使用效率、環保與節能的效果。

是以，藉由上述控制器40對於補償器模組30中各個主動式電源補償器的功率命令調配，來達到補償/濾除轉換器模組20直流側的二次紋波成分，進而避免直流電源承受額外的紋波功率影響，具有提升綠色能源裝置使用壽命的顯著功效，以及可有效地降低綠色能源裝置每單位能源成本。

此外，於一第二較佳實施例之主動式電源補償系統中，與前述實施例的不同之處在於，其補償器模組中的主動式電源補償器不同，請參閱圖５所示，該主動式電源補償器60包含有一電容組C、一全橋雙向轉換電路62以及一濾波電感L。該全橋雙向轉換電路62包含有一第一電晶體S1、一第二電晶體S2、一第三電晶體S3以及一第四電晶體S4，且各該電晶體S1~S4分別具有一第一端以及一第二端；其中，該第一電晶體S1的第一端與該第三電晶體S3的第一端連接，該第一電晶體S1的第二端與該第二電晶體S2的第一端連接；該第二電晶體S2的第二端與該第四電晶體S4的第二端連接；該第三電晶體S3的第二端與該第四電晶體S4的第一端連接；該電容組C的一端與該第一電晶體S1的第一端連接，另一端與該第二電晶體S2的第二端連接；該濾波電感L的一端連接該第一電晶體S1的第二端，另一端與該轉換器模組20的直流側22以及直流電源10正電端連接；而直流電源10的負電端則連接於第三電晶體S3與第四電晶體S4之間的節點上。

是以，在圖1系統架構下之補償器模組30中的主動式電源補償器，亦可部分或全部替換為上述圖５的主動式電源補償器60架構，該主動式電源補償器60係與該轉換器模組20的直流側22耦接，而該濾波電感L的另一端則連接於該轉換器模組20的直流側22。其中，該控制器40控制該主動式電源補償器60與控制該主動式電源補償器APF1的方式與原理大致相同，同樣是依據該直流電源10直流電力與該直流/交流轉換器20之交流側24的交流電力，並依據偵測結果控制該第一電晶體S1、該第二電晶體S2、該第三電晶體S3、與該第四電晶體S4的導通與截止，促使該電容組C交互地進行充放電以產生一補償電流i_apf ，而該補償電流i_apf 再經由該濾波電感L輸送至轉換器模組20的直流側，藉以補償該直流側所產生的紋波成分，進而穩定該直流電源10所輸出予該轉換器模組20的直流電力，而同樣可達到與上述實施例相同的效果，於此不再贅述。

另外，於一第三較佳實施例的主動式電源補償系統中，與前述實施例不同之處在於，其補償器模組中的主動式電源補償器更有另外一種的電路架構，請參閱圖６所示，該主動式電源補償器70包含有一電容組C、一升降壓雙向轉換電路72以及一濾波電感L。該升降壓雙向轉換電路72包含有一第一電晶體S1以及一第二電晶體S2，該第一電晶體S1、該第二電晶體S2以及該電容組C分別具有一第一端以及一第二端，該第一電晶體S1的第一端與該第二電晶體S2的第二端連接，該第一電晶體S1的第二端與該電容組的第二端連接；該第二電晶體S2的第一端與該電容組C的第一端連接；該濾波電感L一端連接該第一電晶體S1的第一端，另一端與該轉換器模組20的直流側22連接；而直流電源10的負電端則連接於第一電晶體S1與電容組C之間的節點上。

是以，在圖１系統架構下之補償器模組30中的主動式電源補償器，亦可部分或全部改用上述圖６的主動式電源補償器70的架構。該主動式電源補償器70係與該轉換器模組20的直流側耦接，而該濾波電感L的另一端則連接於該轉換器模組20的直流側22。其中，該控制器40控制該主動式電源補償器60與控制該主動式電源補償器APF1的方式與原理大致相同，同樣是依據該直流電源10直流電力與該直流/交流轉換器20之交流側24的交流電力，並依據偵測結果控制該第一電晶體S1與該第二電晶體S2的導通與截止，促使該電容組C交互地進行充放電以產生一補償電流i_apf ，而該補償電流i_apf 再經由該濾波電感L輸送至轉換器模組20的直流側22，藉以補償該直流側22所產生的紋波成分，進而穩定該直流電源10所輸出予該轉換器模組20的直流電力，而同樣可達到與上述實施例相同的效果，於此不再贅述。

另外，以上實施例的轉換器模組20中，除了以多個轉換器並聯使用之外，也可參考單一個直流/交流轉換器的最大負載電流，搭配所需的使用情況，僅使用一個直流/交流轉換器，而不以多個轉換器並聯的方式為限。

請參閱圖７所示，為本發明一第四較佳實施例之主動式電源補償系統200，包括有一交流電源210、一轉換器模組220、一補償器模組230以及一控制器240。其中：

該交流電源210用以提供一交流電力，該交流電源210同樣可以是太陽能板、燃料電池或是水力發電裝置等綠色能源裝置，而在本實施例中，該交流電源210為一太陽能板。當然在其他實際應用上，當然也可使用其他可提供交流電力的裝置應用於該交流電源210。

該轉換器模組220在本實施例中，包含有複數個交流/直流轉換器AD1,AD2,…ADn，各該交流/直流轉換器AD1,AD2,…ADn皆具有一交流側以及一直流側。各該交流/直流轉換器AD1,AD2,…ADn的交流側皆與該交流電源210耦接，以接收該交流電源210所輸出的交流電力；各該交流/直流轉換器AD1,AD2,…ADn用以將該交流電力轉換為一直流電力後，再於各該直流側輸出直流電力。其中，各該交流/直流轉換器的交流側共同構成該轉換器模組220的交流側，各該交流/直流轉換器的直流側共同構成該轉換器模組220的直流側。其中，該轉換器模組220的直流側連接有一負載250，該負載250可接收該直流電力的電能而將其轉換為其他形式的能量使用；該負載250可以是直流電網；或者是用以儲存該直流電力的儲能型負載，例如儲能電池系統，而在本實施例中，該負載250茲以直流電網為例。

該補償器模組230包含有複數個主動式電源補償器APF1, APF2,…,APFn，該些主動式電源補償器APF1, APF2,…,APFn係與該轉換器模組220的直流側耦接。其中，該些主動式補償器APF1, APF2,…,APFn係可選自如圖２之補償器APF1、圖５之補償器60或是圖６之補償器70。該補償器模組230受控制而用以輸出一補償電流i_apf ，而由於此些補償器的架構已於先前段落提及，於此不再贅述。

該控制器240分別與該交流電源210、各該交流/直流轉換器AD1,AD2,…ADn，以及各該主動式電源補償器APF1,APF2,…,APFn連接，該控制器240係可偵測該交流電源210的交流電力以及該轉換器模組220之直流側的直流電力，並且依據能量守恆定理，直流側之功率近似等於交流側之功率，再依據偵測結果控制各個主動式電源補償器APF1,APF2,…,APFn之轉換電路的切換，促使各補償器之電容組交互地進行充電與放電，以分別產生一補償電流供予轉換器模組220直流側，以補償在轉換器之直流側所產生的兩倍頻紋波。

更進一步說明，該控制器240係可依據偵測轉換器模組220交流側所接收交流電源電壓V_s 與交流電源電流i_s ，以及偵測直流側的輸出電壓（即負載電壓V_load ）；或者是直接偵測負載250的負載電壓V_load 與負載電流i_load ，以及偵測轉換器直流側的直流電流i_dc ，再依據偵測結果計算出所需的總補償電流i_apf 。其中，該補償電流i_apf 為各個主動式電源補償器APF1,APF2,…,APFn所輸出之補償電流的總和。

舉例來說，由於負載電流i_load 與直流電流i_dc 以及總補償電流i_apf ，具有以下關係式：i_load = i_dc + i_apf ，因此，當欲使負載電流i_load 盡可能地平穩，使交流側之紋波成分不影響負載250，該控制器240即依據直流電流i_dc 的輸出波形，分別以對應的PWM訊號控制各補償器輸出補償電流，使補償器模組230輸出補償電流i_apf ，來補償直流側所產生的紋波成分。如圖８所示，在理想的情況下，經過補償電流i_apf 的補償之後，即可得到平穩的負載電流i_load 。

另外，在交流電源的系統下，交流電源210的輸出功率同樣可能會因為外部因素的影響而有所變化，此時倘若仍舊以所有主動式電源補償器全部啟動來進行紋波電流的補償，亦會有功率損耗的問題發生。

是以，控制器240另外可偵測該交流電源210的輸出功率，並計算轉換器模組220直流側所產生之紋波電流大小，與各主動式電源補償器所能負荷之額定電流比較，再根據比較結果，對各主動式電源補償器APF1, APF2,…,APFn輸出對應的功率控制命令P_cmd1 、P_cmd2 、…、P_cmdn ，以控制各該主動式電源補償器APF1,APF2,…,APFn的啟動與關閉。如此一來，以功率命令調配部分的主動式電源補償器的啟動，以及另一部分的主動式電源補償器關閉，以使補償器的使用效率最佳化，進而免去不必要的功率耗損。

另一提的是，若交流電源210的輸出功率變化具有週期性，與第一較佳實施例相同的是，控制器240亦可設定特定的時間區段對各該主動式電源補償器進行功率命令調配，而更有助於提升整體系統的使用效率與可靠度，具有兼具高效率與節能環保的效果。

此外，以上實施例的轉換器模組220中，除了使用多個轉換器並聯使用之外，亦可參考單一個直流/交流轉換器的最大負載電流，以及依據使用情況，亦可僅使用一個直流/交流轉換器，而不以多個轉換器並聯的方式為限。

綜上所述，本發明之主動式電源補償系統可適用於直流-交流或者是交流-直流的單級轉換系統中，以提供轉換器額外補償電流的方式，補償/濾除轉換器直流側的二次紋波成分，進而避免綠色能源裝置承受額外的紋波功率影響，具有提升綠色能源裝置使用壽命的顯著功效，以及有效地降低綠色能源裝置每單位能源成本。

值得一提的是，以上實施例之主動式電源補償系統所連接的負載，若屬於電網（如交流電網或直流電網）類型之負載，控制器對於各主動式電源補償器所輸出之功率命令調配，主要係以所屬之交流電源或直流電源所能提供之功率大小來進行調配；而若主動式電源補償系統所連接之負載係屬於獨立型的耗能負載或儲能負載，而不與其他電網並聯時，則控制器主要係以負載的大小或其所消耗之功率為依據來輸出功率命令調配，藉以達到使用效率最佳化的效果。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］
100‧‧‧主動式電源補償系統
10‧‧‧直流電源
20‧‧‧轉換器模組
22‧‧‧直流側
24‧‧‧交流側
30‧‧‧補償器模組
40‧‧‧控制器
50‧‧‧交流電網
60‧‧‧主動式電源補償器
62‧‧‧全橋雙向轉換電路
70‧‧‧主動式電源補償器
72‧‧‧升降壓雙向轉換電路
200‧‧‧主動式電源補償系統
210‧‧‧交流電源
220‧‧‧轉換器模組
230‧‧‧補償器模組
240‧‧‧控制器
250‧‧‧負載
AD1~ADn‧‧‧交流/直流轉換器
APF1~APFn‧‧‧主動式電源補償器
C‧‧‧電容組
C1‧‧‧第一電容
C2‧‧‧第二電容
DA1~DAn‧‧‧直流/交流轉換器
iapf‧‧‧補償電流
idc‧‧‧直流電流
is‧‧‧電源電流
igrid‧‧‧併網電流
iload‧‧‧負載電流
L‧‧‧濾波電感
Vgrid‧‧‧併網電壓
Vload‧‧‧負載電壓
Vs‧‧‧電源電壓
S1‧‧‧第一電晶體
S2‧‧‧第二電晶體
S3‧‧‧第三電晶體
S4‧‧‧第四電晶體

圖１係本發明第一較佳實施例之主動式電源補償系統架構圖。圖２係本發明之半橋雙向轉換電路的電路圖。圖３係本發明之直流/交流轉換器直流側的電流波形示意圖。圖４係本發明主動式電源補償系統架構圖，揭示將部分主動式電源補償器關閉。圖５係本發明之全橋雙向轉換電路的電路圖。圖６係本發明之升降壓雙向轉換電路的電路圖。圖７係本發明另一較佳實施例之主動式電源補償系統之架構圖。圖８係本發明之交流/直流轉換器直流側的電流波形示意圖。

100‧‧‧主動式電源補償系統

10‧‧‧直流電源

20‧‧‧轉換器模組

22‧‧‧直流側

24‧‧‧交流側

30‧‧‧補償器模組

40‧‧‧控制器

50‧‧‧交流電網

APF1~APFn‧‧‧主動式電源補償器

DA1~DAn‧‧‧直流/交流轉換器

Claims

一種主動式電源補償系統，包括：一直流電源，用以輸出一直流電力；一直流/交流轉換器，具有一直流側以及一交流側，該直流側與該直流電源連接以接收該直流電力，該直流/交流轉換器用以將該直流電力轉換為一交流電力後，於該交流側輸出該交流電力；至少二主動式電源補償器，與該直流/交流轉換器的直流側連接；以及一控制器，與該直流電源、該直流/交流轉換器及該等主動式電源補償器電性連接，該控制器係偵測該直流電源的直流電力以及該交流側的交流電力，依據偵測結果控制各該主動式電源補償器輸出一補償電流至該直流側，藉以補償該直流側所產生的紋波成分；另外，該控制器可分別輸出一功率控制命令予各該主動式電源補償器，以控制各該主動式電源補償器啟動或關閉。
如請求項1所述之主動式電源補償系統，其中該控制器係偵測該交流側的之交流電力的電壓與電流，以及偵測該直流側之直流電力的電壓，再依據偵測結果輸出一脈波寬度調變訊號以控制各該主動式電源補償器輸出該補償電流。
如請求項1所述之主動式電源補償系統，其中該控制器係偵測該直流電源之直流電力的電壓與電流，以及偵測該直流/交流轉換器所接收之直流電力中的電流，再依據偵測結果輸出一脈波寬度調變訊號以控制各該主動式電源補償器輸出該補償電流。
如請求項1所述之主動式電源補償系統，其中各該主動式電源補償器包含有一電容組、一全橋雙向轉換電路以及一濾波電感，該電容組與該全橋雙向轉換電路連接，該濾波電感與該全橋雙向轉換電路連接；該控制器係依據偵測結果切換該全橋雙向轉換電路，促使該電容組交互地進行充電與放電以產生該補償電流，該補償電流經由該濾波電感輸送至該直流側。
如請求項4所述之主動式電源補償系統，其中該全橋雙向轉換電路包含有一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體以及一第四電晶體，且各該電晶體分別具有一第一端以及一第二端；該第一電晶體的第一端與該第三電晶體的第一端連接，該第一電晶體的第二端與該第二電晶體的第一端連接；該第二電晶體的第二端與該第四電晶體的第二端連接；該第三電晶體的第二端與該第四電晶體的第一端連接；該電容組的一端與該第一電晶體的第一端連接，另一端與該第二電晶體的第二端連接；該濾波電感的一端連接該第一電晶體的第二端，另一端連接該直流/交流轉換器的直流側。
如請求項1所述之主動式電源補償系統，其中各該主動式電源補償器包含有一電容組、一半橋雙向轉換電路以及一濾波電感，該電容組與該半橋雙向轉換電路連接，該濾波電感與該半橋雙向轉換電路連接；該控制器係依據偵測結果切換該半橋轉換電路，使得該電容組交互地進行充電與放電以產生該補償電流，該補償電流經由該濾波電感輸送至該直流側。
如請求項6所述之主動式電源補償系統，其中該半橋雙向轉換電路包含一第一電晶體以及一第二電晶體，該電容組包含一第一電容以及一第二電容；該第一電晶體、該第二電晶體、該第一電容以及該第二電容分別具有一第一端以及一第二端，該第一電晶體的第一端與該第一電容的第一端連接，該第一電晶體的第二端與該第二電晶體的第一端連接；該第二電晶體的第二端與該第二電容的第二端連接；該第一電容的第二端與該第二電容的第一端連接；該濾波電感一端連接該直流/交流轉換器的直流側，另一端連接該第一電晶體的第二端。
如請求項1所述之主動式電源補償系統，其中各該主動式電源補償器包含有一電容組、一升降壓雙向轉換電路以及一濾波電感，該電容組與該升降壓雙向轉換電路連接，該濾波電感與該升降壓雙向轉換電路連接；該控制器係依據偵測結果切換該升降壓雙向轉換電路，使得該電容組交互地進行充電與放電以產生該補償電流，該補償電流經由該濾波電感輸送至該直流側。
如請求項8所述之主動式電源補償系統，其中該升降壓雙向轉換電路包含一第一電晶體以及一第二電晶體；該第一電晶體、該第二電晶體以及該電容組分別具有一第一端以及一第二端，該第一電晶體的第一端與該第二電晶體的第二端連接，該第一電晶體的第二端與該電容的第二端連接；該第二電晶體的第一端與該電容的第一端連接；該濾波電感一端連接該直流/交流轉換器的直流側，另一端連接該第一電晶體的第一端。
如請求項1所述之主動式電源補償系統，其中該控制器偵測該直流/交流轉換器之直流側的直流電流，以及偵測該直流電源所輸出直流電力的電源電流，該控制器再以該電源電流與該直流電流的絕對差值與該些主動式電源補償器的一額定電流比較，再依據比較結果分別輸出各該功率控制命令予各該主動式電源補償器，以控制部分的主動式電源補償器啟動，以及控制另一部分的主動式電源補償器關閉。
一種主動式電源補償系統，包括：一交流電源，用以輸出一交流電力；一交流/直流轉換器，具有一交流側以及一直流側，該交流側與該交流電力源耦接以接收該交流電力，該交流/直流轉換器用以將該交流電力轉換為一直流電力後，於該直流側輸出該直流電力；至少二主動式電源補償器，與該交流/直流轉換器的直流側連接；以及一控制器，與該交流電源、該交流/直流轉換器以及該些主動式電源補償器電性連接；該控制器係偵測該交流電源的交流電力與該直流側的直流電力，依據偵測結果控制各該主動式電源補償器輸出一補償電流至該直流側，藉以補償該直流側所產生的紋波成分；另外，該控制器可分別輸出一功率控制命令予各該主動式電源補償器，以控制各該主動式電源補償器啟動或關閉。
如請求項11所述之主動式電源補償系統，其中該控制器係偵測該交流側之交流電力的電壓與電流，以及偵測該直流側之直流電力的電壓，再依據偵測結果輸出一脈波寬度調變訊號以控制各該主動式電源補償器輸出該補償電流。
如請求項11所述之主動式電源補償系統，其中該控制器係偵測該交流電源所輸出之交流電力的電壓與電流，以及偵測直流側之直流電力的電流，再依據偵測結果輸出一脈波寬度調變訊號以控制各該主動式電源補償器輸出該補償電流。
如請求項11所述之主動式電源補償系統，其中各該主動式電源補償器包含有一電容組、一全橋雙向轉換電路以及一濾波電感，該電容組與該全橋雙向轉換電路連接，該濾波電感與該全橋雙向轉換電路連接；該控制器係依據偵測結果切換該全橋雙向轉換電路，促使該電容組交互地進行充電與放電以產生該補償電流，該補償電流經由該濾波電感輸送至該直流側。
如請求項14所述之主動式電源補償系統，其中該全橋雙向轉換電路包含有一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體以及一第四電晶體，且各該電晶體分別具有一第一端以及一第二端；該第一電晶體的第一端與該第三電晶體的第一端連接，該第一電晶體的第二端與該第二電晶體的第一端連接；該第二電晶體的第二端與該第四電晶體的第二端連接；該第三電晶體的第二端與該第四電晶體的第一端連接；該電容組的一端與該第一電晶體的第一端連接，另一端與該第二電晶體的第二端連接；該濾波電感的一端連接該第一電晶體的第二端，另一端連接該交流/直流轉換器的直流側。
如請求項11所述之主動式電源補償系統，其中各該主動式電源補償器包含有一電容組、一半橋雙向轉換電路以及一濾波電感，該電容組與該半橋雙向轉換電路連接，該濾波電感與該半橋雙向轉換電路連接；該控制器係依據偵測結果切換該半橋轉換電路，使得該電容組交互地進行充電與放電以產生該補償電流，該補償電流經由該濾波電感輸送至該直流側。
如請求項16所述之主動式電源補償系統，其中該半橋雙向轉換電路包含一第一電晶體以及一第二電晶體，該電容組包含一第一電容以及一第二電容；該第一電晶體、該第二電晶體、該第一電容以及該第二電容分別具有一第一端以及一第二端，該第一電晶體的第一端與該第一電容的第一端連接，該第一電晶體的第二端與該第二電晶體的第一端連接；該第二電晶體的第二端與該第二電容的第二端連接；該第一電容的第二端與該第二電容的第一端連接；該濾波電感一端連接該交流/直流轉換器的直流側，另一端連接該第一電晶體的第二端。
如請求項11所述之主動式電源補償系統，其中各該主動式電源補償器包含有一電容組、一升降壓雙向轉換電路以及一濾波電感，該電容組與該升降壓雙向轉換電路連接，該濾波電感與該升降壓雙向轉換電路連接；該控制器係依據偵測結果切換該升降壓雙向轉換電路，使得該電容組交互地進行充電與放電以產生該補償電流，該補償電流經由該濾波電感輸送至該直流側。
如請求項18所述之主動式電源補償系統，其中該升降壓雙向轉換電路包含一第一電晶體以及一第二電晶體；該第一電晶體、該第二電晶體以及該電容組分別具有一第一端以及一第二端，該第一電晶體的第一端與該第二電晶體的第二端連接，該第一電晶體的第二端與該電容的第二端連接；該第二電晶體的第一端與該電容的第一端連接；該濾波電感一端連接該交流/直流轉換器的直流側，另一端連接該第一電晶體的第一端。
如請求項11所述之主動式電源補償系統，其中該控制器可依據交流/直流轉換器直流側之紋波成分中的電流大小，分別輸出各該功率控制命令予各該主動式電源補償器，以控制部分的主動式電源補償器啟動，以及控制另一部分的主動式電源補償器關閉。