基于模塊化多電平變換器的有源電力濾波器控制策略研究.pdf

1、電力電子技術(shù)的發(fā)展在促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)和生活更加高效、節(jié)能的同時(shí)，也給電網(wǎng)帶來了不可忽視的諧波污染和無功問題。眾多諧波和無功補(bǔ)償技術(shù)中，有源電力濾波器（Active Power Filter,APF）的應(yīng)用最為廣泛。模塊化多電平變換器（Modular Multilevel Converter, MMC）具有結(jié)構(gòu)高度模塊化、易于擴(kuò)展以及輸出波形質(zhì)量好等優(yōu)勢，在高壓大容量諧波及無功治理場合具有很好的應(yīng)用前景，而MMC在電能質(zhì)量治理領(lǐng)域的研究尚處于

2、起步階段，因此研究MMC型有源電力濾波器具有重要意義。
　　本文首先介紹了諧波的產(chǎn)生、危害和無功功率的影響，調(diào)研了有源電力濾波器應(yīng)用于諧波補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，比較了各種多電平拓?fù)渥儞Q器的優(yōu)缺點(diǎn)，指出MMC應(yīng)用于諧波和無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢。然后介紹了模塊化多電平有源電力濾波器（MMC-APF）的電路結(jié)構(gòu)和基本工作原理，經(jīng)過分析推導(dǎo)，分別得到其在abc坐標(biāo)系和dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，通過電網(wǎng)電壓前饋和狀態(tài)變量交叉解耦控制得到電流內(nèi)環(huán)的

3、控制模型。介紹了MMC-APF控制系統(tǒng)各個(gè)方面的設(shè)計(jì)，包括采用載波移相調(diào)制合成輸出波形，分別實(shí)現(xiàn)（N+1）電平調(diào)制和（2N+1）電平調(diào)制的方法；為了實(shí)現(xiàn)裝置的平穩(wěn)啟動(dòng)，預(yù)充電過程分為不控整流和高頻整流兩個(gè)階段；采用分層控制策略實(shí)現(xiàn)直流電容電壓的均衡控制；采用多同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系法檢測提取指定次諧波電流補(bǔ)償指令；分析了PI控制作為電流內(nèi)環(huán)控制來跟蹤諧波電流的局限性；提出結(jié)合重復(fù)控制的優(yōu)勢，采用PI加重復(fù)控制的復(fù)合控制策略實(shí)現(xiàn)對諧波電流的跟蹤補(bǔ)