基于級聯(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)中各種非線性負載的大規(guī)模使用過程中會產生大量的諧波，對電能質量造成嚴重的諧波污染，影響電網有效、安全的運行。有源電力濾波器（Active Power Filter, APF）通過對電網注入與負載諧波電流幅值相等、相位相反的諧波電流，從而實現治理電能質量的功能。因此，研究有源電力濾波器具有重要意義。在大功率場合，功率器件的開關頻率與功率之間存在固有矛盾，然而使用級聯(lián)式拓撲結構可以提升系統(tǒng)等效開關頻率，同時輸出多電平電壓，從而有效的

2、解決這一問題，因此級聯(lián)式APF作為APF研究方向效果顯著、前景光明。
　　首先，本文對APF的級聯(lián)式拓撲結構展開理論分析，通過對級聯(lián)式H橋工作模式的研究，驗證了其輸出高電平電壓的效果，采用的三個H橋級聯(lián)結構輸出七電平，對諧波電流有很好的復現作用。優(yōu)秀的調制策略是發(fā)揮級聯(lián)式APF潛在優(yōu)勢的關鍵因素。采用五次、七次疊加而成的諧波為調制波，通過對適用于級聯(lián)式變流器結構的幾種調制策略的研究對比，選用適用于級聯(lián)式APF的調制策略。
　

3、　其次，對諧波檢測方法展開研究。通過對比幾種檢測方法，選定基于瞬時無功功率理論的兩種檢測法展開對比研究，并將抗干擾性更強的ip-iq法進行仿真設計以及驗證。提出改進型諧波電流檢測方法，通過數學分析證明改進型諧波電流檢測的優(yōu)勢，并設計對檢測效果起關鍵作用的低通濾波器。通過仿真設計以及將仿真結果與ip-iq法的對比研究，證明改進型諧波電流檢測手段的優(yōu)秀檢測效果。
　　再次，對級聯(lián)式APF控制策略展開研究。合適的主電路關鍵參數是級聯(lián)式A

4、PF有效運行的基礎，因此對并網電感、直流側懸浮電容進行了設計。優(yōu)秀的諧波電流跟蹤控制對級聯(lián)式APF的補償效果影響重大。對滯環(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行仿真設計以及驗證。直流側總體電壓的穩(wěn)定以及各H橋懸浮電容電壓的均衡是保證級聯(lián)式APF穩(wěn)定有效運行的前提。提出改進型直流側懸浮電容控制，分別對總體穩(wěn)壓以及懸浮電容均壓進行仿真設計以及驗證，證實總體穩(wěn)壓控制的有效性和改進型懸浮電容均