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(jié)構(gòu)，可快速響應(yīng)負(fù)載電流的變化，實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流和無(wú)功電流，有效抑制電流尖峰及其在其它設(shè)備上造成的過(guò)壓過(guò)流現(xiàn)象，是解決供電系統(tǒng)中諧波畸變、提高電能質(zhì)量的技術(shù)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(yīng)用還較少，多電平有源電力濾波器的研究處于起步階段?；诙O管箝位多電平主電路結(jié)構(gòu)的變換器的容量和電壓等級(jí)可以較傳統(tǒng)的

2、兩電平結(jié)構(gòu)成倍提高，極大地拓展了該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在高壓大容量電能變換領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，成為當(dāng)前電力電子技術(shù)及其應(yīng)用的研究熱點(diǎn)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(jié)構(gòu)、工作原理及其控制等方面進(jìn)行了研究，主要研究工作如下:
　　(1)分析了多電平主電路結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理，對(duì)二極管箝位多電平變換器主電路進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，通過(guò)坐標(biāo)變換推導(dǎo)出該變換器主電路在三相和dq坐標(biāo)系下的等效電路。在此基礎(chǔ)之上利

3、用有功/無(wú)功解耦控制實(shí)現(xiàn)變換器在有源電力濾波應(yīng)用中的有功/無(wú)功功率的平衡控制與直流電壓的穩(wěn)壓控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)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(shí)現(xiàn)諧波電流間接控制的算法，該算法通過(guò)預(yù)測(cè)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(dú)立于有源電力濾波器的有功與無(wú)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(yīng)用于多電平空間電壓矢量調(diào)制算法。
　　(3)提出了直流電壓

4、均壓的調(diào)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(biāo)系下可簡(jiǎn)化數(shù)字化定點(diǎn)計(jì)算的運(yùn)算強(qiáng)度，同時(shí)解決了無(wú)功補(bǔ)償和有源電力濾波等應(yīng)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(guò)控制該電路開關(guān)器件的不同導(dǎo)通與關(guān)斷組合，在多個(gè)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(gè)開關(guān)周期為電壓最高的電容提供放電回路，在后一個(gè)開關(guān)周期為電壓最低的電容提供充電回路，通過(guò)多次對(duì)電壓最高的電容