雙模塊并聯(lián)有源電力濾波器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、大容量并聯(lián)型有源電力濾波器(ShuntActivePowerFilter，SAPF)是解決目前電網(wǎng)中日益突出的諧波問題的主要手段。傳統(tǒng)的APF裝置補(bǔ)償容量較小，難以滿足大容量工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。本文基于雙模塊并聯(lián)思想設(shè)計(jì)了一臺(tái)補(bǔ)償容量為526kVA/380V的三相三線并聯(lián)型APF裝置，并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了探討。
　　本文首先概述了電網(wǎng)諧波產(chǎn)生的原因、諧波的危害及治理途徑。然后介紹了并聯(lián)型有源電力濾波器的原理及主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于主

2、功率器件容量、開關(guān)頻率、熱設(shè)計(jì)以及成本等方面的限制，本文采用雙APF模塊并聯(lián)的方案來實(shí)現(xiàn)單臺(tái)APF裝置容量的擴(kuò)增。研究了雙模塊并聯(lián)型APF裝置的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，介紹并分析比較了目前常用的幾種方案，最終選擇雙模塊雙閉環(huán)獨(dú)立直流母線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為本裝置的主電路結(jié)構(gòu)。
　　其次針對(duì)大容量APF裝置對(duì)主功率電路的特殊要求，研究了LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法和基于PEBB(PowerElectronicsBuildingBlock)概念的功率單

3、元的設(shè)計(jì)方案。提出了一種基于精確負(fù)載電流變化率模型的濾波電感設(shè)計(jì)方法。研究了IGBT并聯(lián)時(shí)的靜態(tài)均流、動(dòng)態(tài)均流問題并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。為了降低IGBT的關(guān)斷過電壓以及抑制由其帶來的EMI問題，設(shè)計(jì)了一款疊層平面母線，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了關(guān)斷尖峰抑制效果。
　　再次在并聯(lián)型有源電力濾波器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上研究了大容量APF裝置高穩(wěn)態(tài)精度電流環(huán)控制策略。分析和仿真驗(yàn)證了單純比例積分(PI)控制并不能滿足APF高精度補(bǔ)償?shù)囊?。將重?fù)控制引入電