基于級(jí)聯(lián)式多電平變流器的有源電力濾波器研究.pdf

1、電力系統(tǒng)中各種非線性負(fù)載的大規(guī)模使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，對(duì)電能質(zhì)量造成嚴(yán)重的諧波污染，影響電網(wǎng)有效、安全的運(yùn)行。有源電力濾波器（Active Power Filter, APF）通過(guò)對(duì)電網(wǎng)注入與負(fù)載諧波電流幅值相等、相位相反的諧波電流，從而實(shí)現(xiàn)治理電能質(zhì)量的功能。因此，研究有源電力濾波器具有重要意義。在大功率場(chǎng)合，功率器件的開(kāi)關(guān)頻率與功率之間存在固有矛盾，然而使用級(jí)聯(lián)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以提升系統(tǒng)等效開(kāi)關(guān)頻率，同時(shí)輸出多電平電壓，從而有效的

2、解決這一問(wèn)題，因此級(jí)聯(lián)式APF作為APF研究方向效果顯著、前景光明。
　　首先，本文對(duì)APF的級(jí)聯(lián)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)展開(kāi)理論分析，通過(guò)對(duì)級(jí)聯(lián)式H橋工作模式的研究，驗(yàn)證了其輸出高電平電壓的效果，采用的三個(gè)H橋級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)輸出七電平，對(duì)諧波電流有很好的復(fù)現(xiàn)作用。優(yōu)秀的調(diào)制策略是發(fā)揮級(jí)聯(lián)式APF潛在優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵因素。采用五次、七次疊加而成的諧波為調(diào)制波，通過(guò)對(duì)適用于級(jí)聯(lián)式變流器結(jié)構(gòu)的幾種調(diào)制策略的研究對(duì)比，選用適用于級(jí)聯(lián)式APF的調(diào)制策略。
　

3、　其次，對(duì)諧波檢測(cè)方法展開(kāi)研究。通過(guò)對(duì)比幾種檢測(cè)方法，選定基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的兩種檢測(cè)法展開(kāi)對(duì)比研究，并將抗干擾性更強(qiáng)的ip-iq法進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)以及驗(yàn)證。提出改進(jìn)型諧波電流檢測(cè)方法，通過(guò)數(shù)學(xué)分析證明改進(jìn)型諧波電流檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，并設(shè)計(jì)對(duì)檢測(cè)效果起關(guān)鍵作用的低通濾波器。通過(guò)仿真設(shè)計(jì)以及將仿真結(jié)果與ip-iq法的對(duì)比研究，證明改進(jìn)型諧波電流檢測(cè)手段的優(yōu)秀檢測(cè)效果。
　　再次，對(duì)級(jí)聯(lián)式APF控制策略展開(kāi)研究。合適的主電路關(guān)鍵參數(shù)是級(jí)聯(lián)式A

4、PF有效運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此對(duì)并網(wǎng)電感、直流側(cè)懸浮電容進(jìn)行了設(shè)計(jì)。優(yōu)秀的諧波電流跟蹤控制對(duì)級(jí)聯(lián)式APF的補(bǔ)償效果影響重大。對(duì)滯環(huán)電流比較控制和三角波電流比較控制分析研究，將作為諧波電流跟蹤控制的三角波電流比較控制進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)以及驗(yàn)證。直流側(cè)總體電壓的穩(wěn)定以及各H橋懸浮電容電壓的均衡是保證級(jí)聯(lián)式APF穩(wěn)定有效運(yùn)行的前提。提出改進(jìn)型直流側(cè)懸浮電容控制，分別對(duì)總體穩(wěn)壓以及懸浮電容均壓進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)以及驗(yàn)證，證實(shí)總體穩(wěn)壓控制的有效性和改進(jìn)型懸浮電容均