基于模塊化多電平變換器結(jié)構(gòu)的APF系統(tǒng)及控制研究.pdf

1、在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，由于非線性負(fù)載的大量使用，導(dǎo)致諧波電流不斷增加。而嚴(yán)重的諧波電流會使電網(wǎng)的電能質(zhì)量下降，可用容量降低，且對通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。有源電力濾波器(APF)能夠?qū)χC波和無功進(jìn)行有效的補償，并且具有很好的實時性和跟蹤性。但隨著供電系統(tǒng)中輸電電壓的不斷提升，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的APF很難滿足要求，模塊化多電平變換器(MMC)能夠很好地適用于高電壓大容量系統(tǒng)。因此，本文針對基于模塊化多電平結(jié)構(gòu)的APF做了以下研究。
　　首先，在MMC

2、主電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立了系統(tǒng)關(guān)于電流和電壓的數(shù)學(xué)模型。在該模型的基礎(chǔ)上對MMC的輸入電流進(jìn)行有功無功分解，得到MMC輸入電流在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的dq分量id、iq，并耦合直流電壓的控制得到基波頻率下的功率控制子系統(tǒng)。同時，研究了MMC上下橋臂的結(jié)構(gòu)特點，得到MMC內(nèi)部環(huán)流與橋臂電壓之間的關(guān)系。根據(jù)環(huán)流與電壓的關(guān)系，研究了系統(tǒng)的平均電壓控制和電壓均衡控制。并采用載波移相調(diào)制策略(CP S-SPWM)實現(xiàn)了五電平MMC電路的驅(qū)動開關(guān)輸出。

3、r>　　然后，對比分析p/q諧波檢測方法與ip/iq諧波檢測方法。分析了基于預(yù)測電流控制的諧波補償控制理論，并將其中對負(fù)載電流信息的采集改為只采集網(wǎng)側(cè)電流信息，這樣進(jìn)一步減少了電流傳感器的數(shù)量，提升了補償效果，得到諧波預(yù)測電流控制子系統(tǒng)。在模塊化多電平APF控制中應(yīng)用了基波頻率下的基波控制子系統(tǒng)與諧波預(yù)測電流控制子系統(tǒng)，并給出了系統(tǒng)仿真結(jié)果。
　　最后搭建了五電平MMC小容量實驗電路，通過Verilog硬件描述語言對系統(tǒng)控制進(jìn)行設(shè)