二極管箝位型三電平APF中點電壓平衡算法研究及通用監(jiān)控設備人機界面設計.pdf

1、隨著我國電力事業(yè)的長足進步與發(fā)展，各種類型的非線性負載大量投入使用，造成電力系統(tǒng)的諧波污染和無功損耗等電能質(zhì)量問題日益突出，嚴重威脅了電網(wǎng)的安全運行。有源電力濾波器(Active Power Filter，APF)正是這一背景下的產(chǎn)物，它是一種電能質(zhì)量綜合治理裝置，能有效進行電網(wǎng)諧波消除、無功補償?shù)?，具有補償精度高、動態(tài)響應速度塊、不易于電網(wǎng)發(fā)生諧振等優(yōu)點。隨著市場對高壓大功率的需求日益增多，三電平APF因能承受更高的電壓、輸出波形諧波

2、畸變率更低而受到更多關注?，F(xiàn)在工業(yè)用三電平拓撲以二極管箝位型(Neutral-point-clamped，NPC)為主，但二極管箝位型結構存在著中點電壓不平衡的固有問題。本文就針對二極管箝位型三電平APF中點電壓平衡算法進行研究，并設計了一套APF通用監(jiān)控設備人機界面系統(tǒng)。
　　本文首先詳細介紹了二極管箝位型三電平APF的主電路拓撲結構，建立了abc靜止坐標系下和同步旋轉(zhuǎn)dq坐標系下的數(shù)學模型，并分析了常用的SPWM和SVPWM調(diào)

3、制算法。
　　然后，論文分析了不平衡的根本原因，并提出了基于動態(tài)雙調(diào)制波的中點電壓平衡算法和基于簡化的SVPWM角度預測的中點電壓平衡算法。其中，基于動態(tài)雙調(diào)制波的算法，是在零序電壓注入的基礎上把參考電壓調(diào)制波重構成上、下兩個調(diào)制波，并采用控制器對上、下雙調(diào)制波進行調(diào)節(jié)，保證一個周期內(nèi)平均中點電流為零進而平衡中點電壓。進行了仿真和實驗對基于動態(tài)雙調(diào)制波的中點電壓平衡算法進行了驗證，結果表明此算法在諧波消除、無功補償、初始電壓不平衡

4、等條件下都能很好的平衡中點電壓;基于簡化的SVPWM角度預測的中點電壓平衡算法，是通過坐標變換把三電平SVPWM轉(zhuǎn)化成兩電平SVPWM，套用兩電平的計算方法，并根據(jù)中點電壓的偏移對參考電壓矢量的角度進行預測修正，改變參考電壓矢量所在區(qū)域和各矢量的作用時間來減少中點電壓的低頻波動。對基于簡化的SVPWM角度預測的中點電壓平衡算法進行了諧波消除和無功補償?shù)姆抡?，結果表明此算法也能較好地保證中點電壓平衡。
　　最后，論文設計了一套APF