二極管箝位多電平有源電力濾波器及其控制系統(tǒng)研究.pdf

1、有源電力濾波器是柔性交流輸電系統(tǒng)中的一種重要裝置，其主電路采用電力電子變換器結構，可快速響應負載電流的變化，實時補償諧波電流和無功電流，有效抑制電流尖峰及其在其它設備上造成的過壓過流現(xiàn)象，是解決供電系統(tǒng)中諧波畸變、提高電能質量的技術裝備。
　　目前，受限于電力電子器件的電壓電流容量，高壓大容量有源電力濾波器的研究與應用還較少，多電平有源電力濾波器的研究處于起步階段。基于二極管箝位多電平主電路結構的變換器的容量和電壓等級可以較傳統(tǒng)的

2、兩電平結構成倍提高，極大地拓展了該拓撲結構在高壓大容量電能變換領域的應用范圍，成為當前電力電子技術及其應用的研究熱點之一。在此背景下，本文就有源濾波系統(tǒng)中二極管箝位多電平變換器的結構、工作原理及其控制等方面進行了研究，主要研究工作如下:
　　(1)分析了多電平主電路結構的有源電力濾波器的基本結構及其工作原理，對二極管箝位多電平變換器主電路進行了數(shù)學建模，通過坐標變換推導出該變換器主電路在三相和dq坐標系下的等效電路。在此基礎之上利

3、用有功/無功解耦控制實現(xiàn)變換器在有源電力濾波應用中的有功/無功功率的平衡控制與直流電壓的穩(wěn)壓控制，通過計算機仿真驗證了系統(tǒng)模型的正確性及控制策略的有效性。
　　(2)給出了一種在電壓矢量空間實現(xiàn)諧波電流間接控制的算法，該算法通過預測諧波電流的大小將控制量變換為變換器輸出電壓參考，并獨立于有源電力濾波器的有功與無功電流解耦控制，其輸出與解耦控制輸出的電壓參考之和可直接應用于多電平空間電壓矢量調制算法。
　　(3)提出了直流電壓

4、均壓的調制方法和輔助均壓電路兩種均壓方法。其中均壓多電平SVPWM快速算法在α'β'坐標系下可簡化數(shù)字化定點計算的運算強度，同時解決了無功補償和有源電力濾波等應用中電容電壓的不平衡問題。另外，研究了基于輔助電感的電容均壓電路，通過控制該電路開關器件的不同導通與關斷組合，在多個直流電容與均壓電感間形成多組均壓電流的流通回路。在前一個開關周期為電壓最高的電容提供放電回路，在后一個開關周期為電壓最低的電容提供充電回路，通過多次對電壓最高的電容