基于瞬時無功功率理論的單周控制三電平有源電力濾波器研究.pdf

1、隨著大量電力電子設備投入電網運行，如：開關電源、大型商業(yè)照明、交流調速系統(tǒng)、感應加熱設備等，電力系統(tǒng)的電能質量(Power Quality，PQ)受到影響，電力污染的危害越來越大。非正弦的平衡或不平衡負載電流產生大量的諧波、無功功率，不僅降低電力系統(tǒng)的效率，而且威脅電網的安全運行。學者們越來越關注這個問題，他們采用各種新技術不斷提高電能質量。有源電力濾波器(Active Power Filter，APF)是改善和提高電能質量的有效手段之

2、一。其中，并聯(lián)型有源電力濾波器以并聯(lián)的方式接入電網，補償由非線性負載產生的諧波和無功功率電流，從而使得電網電流波形保持正弦。本論文首次提出基于三電平變換器(Three-level Converter)和ip-iq電流檢測的單周控制(One-Cycle Control，OCC)有源電力濾波器。 由于本文采用基于瞬時無功功率理論(Instantaneous Reactive Power Theory)的ip-iq電流檢測法對負載電流

3、進行檢測，使得本文所提出的單周控制有源電力濾波器可以單獨補償負載的諧波分量、單獨補償負載的無功功率分量、也可以同時補償負載的諧波和無功功率分量；而且，在三相電源電壓波形發(fā)生畸變或者不對稱的情況下，經該有源電力濾波器補償后，電源電流波形近似正弦。同時，本文提出的單周控制有源電力濾波器采用三電平二極管箝位變換器作為主電路結構，該三電平變換器適合于高電壓和大功率的應用場合，由于其輸出電壓電平數(shù)的增加，提高了輸出波形的正弦性，波形畸變小。

4、 本文在詳細分析基于三電平變換器和ip-iq電流檢測的單周控制有源電力濾波器的電路結構、控制參考信號產生和控制策略的基礎上，推導出控制方程，建立了該有源電力濾波器的電路模型。并分別在三相電源電壓對稱且波形無畸變、三相電源電壓波形畸變、三相電源電壓不對稱的情況下，對單獨補償負載的諧波分量、單獨補償負載的無功功率分量、同時補償負載的諧波和無功功率分量進行了仿真研究。理論推導和仿真結果都證明：本文提出的有源電力濾波器不僅能夠有效地補償各有害