自平衡中點(diǎn)電位波動(dòng)的NPC三電平并聯(lián)有源濾波器.pdf

1、隨著非線性負(fù)載廣泛在人類日常生活中得到應(yīng)用，諧波污染問題已經(jīng)變得日趨嚴(yán)重。有源電力濾波器(APF)作為有效解決諧波污染問題的技術(shù)手段，得到了人們的廣泛關(guān)注。特別是高電壓等級(jí)、大容量APF，因?yàn)槠鋺?yīng)用場(chǎng)合更加廣泛，成為當(dāng)今電能質(zhì)量治理的熱點(diǎn)。
　　本文比較了幾種多電平電路結(jié)構(gòu)，分析了其優(yōu)缺點(diǎn)，并在傳統(tǒng)二極管鉗位(NPC)三電平逆變器的基礎(chǔ)上提出了一種帶直流側(cè)中點(diǎn)電壓自平衡的NPC三電平逆變器，并將這種新型的電路結(jié)構(gòu)運(yùn)用在APF中，提

2、出了一種直流側(cè)中點(diǎn)電壓自平衡的NPC三電平APF，克服了傳統(tǒng)NPC三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓波動(dòng)的缺點(diǎn)，能夠應(yīng)用于中高電壓場(chǎng)合的諧波抑制。通過Matlab仿真驗(yàn)證了所提出的電路結(jié)構(gòu)的有效性。
　　首先，本文對(duì)諧波的概念及其對(duì)電力系統(tǒng)的危害進(jìn)行了闡述，介紹了APF的發(fā)展歷史、分類及多電平APF的發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)分析了NPC三電平逆變器的工作原理、直流側(cè)中點(diǎn)電壓波動(dòng)的問題。在這個(gè)基礎(chǔ)之上，對(duì)一些目前解決NPC三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓波

3、動(dòng)問題的方法進(jìn)行了討論與分析，并借此引入以下將重點(diǎn)研究的問題:帶直流側(cè)中點(diǎn)電壓自平衡的NPC三電平APF。
　　接著，本文提出了一種帶直流側(cè)中點(diǎn)電壓自平衡的NPC三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過在傳統(tǒng)NPC三電平逆變器結(jié)構(gòu)中加入一套由單相全橋逆變電路組成的電壓主動(dòng)補(bǔ)償裝置，對(duì)三相橋臂中點(diǎn)電壓的波動(dòng)進(jìn)行主動(dòng)補(bǔ)償。實(shí)時(shí)檢測(cè)三相橋臂中點(diǎn)電壓，與給定值比較后，控制補(bǔ)償裝置實(shí)時(shí)產(chǎn)生補(bǔ)償電壓。不需要坐標(biāo)變換，控制方案簡(jiǎn)單。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了理

4、論分析。仿真結(jié)果表明提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠?qū)⑷鄻虮壑悬c(diǎn)電壓的波動(dòng)控制在3％以下，并且在負(fù)載突變時(shí)，仍然能快速地平衡中點(diǎn)電壓的波動(dòng)，具有良好的動(dòng)態(tài)性能。
　　最后，將這種帶直流側(cè)中點(diǎn)電壓自平衡的NPC三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)運(yùn)用于APF中，提出了一種直流側(cè)中點(diǎn)電壓自平衡的NPC三電平APF。并將其運(yùn)用在并聯(lián)APF中，在介紹了相關(guān)的APF的結(jié)構(gòu)、諧波電流和諧波電壓的檢測(cè)方法和控制策略后，重點(diǎn)對(duì)APF在正常負(fù)載和負(fù)載突變的情況下進(jìn)行了仿真分析