級聯(lián)三相橋型有源電力濾波器的研究.pdf

1、各種非線性負載的使用給電網(wǎng)注入了大量的諧波和無功，造成電能質(zhì)量下降，影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，對諧波和無功的治理已經(jīng)成了刻不容緩的事情。有源電力濾波器(ActivePowerFilter,APF)可動態(tài)抑制諧波和補償無功，與傳統(tǒng)的無源濾波器相比，具有響應快，易控制，且不會與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振等優(yōu)點，已成為治理諧波和無功污染的重要手段。隨著電網(wǎng)容量的不斷提高，對APF的要求也越來越高，特別是在一些大功率場合，傳統(tǒng)的APF受制于開關(guān)器件耐壓

2、等級與開關(guān)頻率的限制，已經(jīng)不能滿足要求，多電平APF的提出能很好地解決這一矛盾。目前應用最廣泛的多電平APF是級聯(lián)H橋APF，但用于三相系統(tǒng)時需要經(jīng)過三角形或者星形連接。本文研究的級聯(lián)三相橋型APF可以直接應用于三相高壓大功率場合，且易于模塊化設(shè)計，在大功率電能質(zhì)量研究領(lǐng)域中具有很好的應用前景。
　　載波相移PWM(CarrierPhase-ShiftedPWM,CPS-PWM)技術(shù)結(jié)合了正弦脈寬調(diào)制技術(shù)與多重化技術(shù)的優(yōu)點，具有諧

3、波特性良好和開關(guān)負荷均衡等優(yōu)點，已成為多電平變換器最優(yōu)的調(diào)制策略。本文將CPS-PWM技術(shù)應用在級聯(lián)三相橋型APF中，使之具有了級聯(lián)三相橋變換器和CPS-PWM技術(shù)的優(yōu)點，從而可以獲得較高的輸出電壓等級和良好的諧波特性。
　　級聯(lián)三相橋APF直流側(cè)有多個電容，直流側(cè)電容電壓的穩(wěn)定和均壓在很大程度上決定了整個系統(tǒng)補償性能的優(yōu)劣。通過對級聯(lián)三相橋變換器的電量關(guān)系的分析，發(fā)現(xiàn)其每個子模塊傳輸?shù)乃矔r功率是波動的，這將給APF直流側(cè)電容電壓

4、保持恒定均壓帶來不便。所以本文根據(jù)級聯(lián)三相橋型APF的特點，并結(jié)合傳統(tǒng)三相橋APF和級聯(lián)H橋APF的控制方式，經(jīng)過改進得到了兩種直流側(cè)電容電壓的控制方式，分別稱為方式一和方式二。最后，采用基于瞬時無功功率理論的ip-iq檢測法，在matlab/simulink中搭建二級級聯(lián)三相橋型APF仿真模型，對兩種控制方式下系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能進行仿真分析。仿真結(jié)果表明，在這兩種控制方式下，直流側(cè)電容電壓實現(xiàn)了恒定均壓，且整個系統(tǒng)有良好的靜態(tài)和動態(tài)