二極管箝位型三電平APF中點(diǎn)電壓平衡算法研究及通用監(jiān)控設(shè)備人機(jī)界面設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國電力事業(yè)的長足進(jìn)步與發(fā)展，各種類型的非線性負(fù)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(yán)重威脅了電網(wǎng)的安全運(yùn)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(jìn)行電網(wǎng)諧波消除、無功補(bǔ)償?shù)?，具有補(bǔ)償精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度塊、不易于電網(wǎng)發(fā)生諧振等優(yōu)點(diǎn)。隨著市場(chǎng)對(duì)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(guān)注?，F(xiàn)在工業(yè)用三電平拓?fù)湟远O管箝位型(Neutral-point-clamped，NPC)為主，但二極管箝位型結(jié)構(gòu)存在著中點(diǎn)電壓不平衡的固有問題。本文就針對(duì)二極管箝位型三電平APF中點(diǎn)電壓平衡算法進(jìn)行研究，并設(shè)計(jì)了一套APF通用監(jiān)控設(shè)備人機(jī)界面系統(tǒng)。
　　本文首先詳細(xì)介紹了二極管箝位型三電平APF的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，建立了abc靜止坐標(biāo)系下和同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)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(dòng)態(tài)雙調(diào)制波的中點(diǎn)電壓平衡算法和基于簡(jiǎn)化的SVPWM角度預(yù)測(cè)的中點(diǎn)電壓平衡算法。其中，基于動(dòng)態(tài)雙調(diào)制波的算法，是在零序電壓注入的基礎(chǔ)上把參考電壓調(diào)制波重構(gòu)成上、下兩個(gè)調(diào)制波，并采用控制器對(duì)上、下雙調(diào)制波進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證一個(gè)周期內(nèi)平均中點(diǎn)電流為零進(jìn)而平衡中點(diǎn)電壓。進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)基于動(dòng)態(tài)雙調(diào)制波的中點(diǎn)電壓平衡算法進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明此算法在諧波消除、無功補(bǔ)償、初始電壓不平衡

4、等條件下都能很好的平衡中點(diǎn)電壓;基于簡(jiǎn)化的SVPWM角度預(yù)測(cè)的中點(diǎn)電壓平衡算法，是通過坐標(biāo)變換把三電平SVPWM轉(zhuǎn)化成兩電平SVPWM，套用兩電平的計(jì)算方法，并根據(jù)中點(diǎn)電壓的偏移對(duì)參考電壓矢量的角度進(jìn)行預(yù)測(cè)修正，改變參考電壓矢量所在區(qū)域和各矢量的作用時(shí)間來減少中點(diǎn)電壓的低頻波動(dòng)。對(duì)基于簡(jiǎn)化的SVPWM角度預(yù)測(cè)的中點(diǎn)電壓平衡算法進(jìn)行了諧波消除和無功補(bǔ)償?shù)姆抡妫Y(jié)果表明此算法也能較好地保證中點(diǎn)電壓平衡。
　　最后，論文設(shè)計(jì)了一套APF