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(fù)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(yùn)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(dòng)態(tài)抑制諧波和補(bǔ)償無功，與傳統(tǒng)的無源濾波器相比，具有響應(yīng)快，易控制，且不會(huì)與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振等優(yōu)點(diǎn)，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(yīng)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(shí)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(yīng)用于三相高壓大功率場合，且易于模塊化設(shè)計(jì)，在大功率電能質(zhì)量研究領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)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(diǎn)，具有諧

3、波特性良好和開關(guān)負(fù)荷均衡等優(yōu)點(diǎn)，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(yīng)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(diǎn)，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(gè)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(gè)系統(tǒng)補(bǔ)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(gè)子模塊傳輸?shù)乃矔r(shí)功率是波動(dòng)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(diǎn)，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(jìn)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(shí)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(dòng)態(tài)性能進(jìn)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(shí)現(xiàn)了恒定均壓，且整個(gè)系統(tǒng)有良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)