基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的單周控制三電平有源電力濾波器研究.pdf

1、隨著大量電力電子設(shè)備投入電網(wǎng)運(yùn)行，如：開(kāi)關(guān)電源、大型商業(yè)照明、交流調(diào)速系統(tǒng)、感應(yīng)加熱設(shè)備等，電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量(Power Quality，PQ)受到影響，電力污染的危害越來(lái)越大。非正弦的平衡或不平衡負(fù)載電流產(chǎn)生大量的諧波、無(wú)功功率，不僅降低電力系統(tǒng)的效率，而且威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。學(xué)者們?cè)絹?lái)越關(guān)注這個(gè)問(wèn)題，他們采用各種新技術(shù)不斷提高電能質(zhì)量。有源電力濾波器(Active Power Filter，APF)是改善和提高電能質(zhì)量的有效手段之

2、一。其中，并聯(lián)型有源電力濾波器以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)，補(bǔ)償由非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波和無(wú)功功率電流，從而使得電網(wǎng)電流波形保持正弦。本論文首次提出基于三電平變換器(Three-level Converter)和ip-iq電流檢測(cè)的單周控制(One-Cycle Control，OCC)有源電力濾波器。 由于本文采用基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論(Instantaneous Reactive Power Theory)的ip-iq電流檢測(cè)法對(duì)負(fù)載電流

3、進(jìn)行檢測(cè)，使得本文所提出的單周控制有源電力濾波器可以單獨(dú)補(bǔ)償負(fù)載的諧波分量、單獨(dú)補(bǔ)償負(fù)載的無(wú)功功率分量、也可以同時(shí)補(bǔ)償負(fù)載的諧波和無(wú)功功率分量；而且，在三相電源電壓波形發(fā)生畸變或者不對(duì)稱的情況下，經(jīng)該有源電力濾波器補(bǔ)償后，電源電流波形近似正弦。同時(shí)，本文提出的單周控制有源電力濾波器采用三電平二極管箝位變換器作為主電路結(jié)構(gòu)，該三電平變換器適合于高電壓和大功率的應(yīng)用場(chǎng)合，由于其輸出電壓電平數(shù)的增加，提高了輸出波形的正弦性，波形畸變小。

4、 本文在詳細(xì)分析基于三電平變換器和ip-iq電流檢測(cè)的單周控制有源電力濾波器的電路結(jié)構(gòu)、控制參考信號(hào)產(chǎn)生和控制策略的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出控制方程，建立了該有源電力濾波器的電路模型。并分別在三相電源電壓對(duì)稱且波形無(wú)畸變、三相電源電壓波形畸變、三相電源電壓不對(duì)稱的情況下，對(duì)單獨(dú)補(bǔ)償負(fù)載的諧波分量、單獨(dú)補(bǔ)償負(fù)載的無(wú)功功率分量、同時(shí)補(bǔ)償負(fù)載的諧波和無(wú)功功率分量進(jìn)行了仿真研究。理論推導(dǎo)和仿真結(jié)果都證明：本文提出的有源電力濾波器不僅能夠有效地補(bǔ)償各有害