基于T型三電平變流器的有源濾波控制策略研究.pdf

1、21世紀，在終端電能消費領(lǐng)域中，最顯著的一個特點是電力電子裝置的大量普及。由于電力電子器件的非線性特性，使得電力電子器件滿足不同的能量轉(zhuǎn)換需求的同時，也給電網(wǎng)帶來嚴重的諧波污染。有源電力濾波器（APF）以其濾波性能好、適應電網(wǎng)能力強、體積小等優(yōu)點，在低壓電網(wǎng)中得到了廣泛的應用。本文主要研究一種基于TNPC拓撲的有源濾波器的控制策略。
　　首先分析了T型三電平有源電力濾波器電路的工作原理，分別建立了三相靜止abc坐標系下、兩相靜止α

2、β坐標系下、兩相旋轉(zhuǎn)dq坐標系下的數(shù)學模型。其次，設計并選擇了主電路元件參數(shù)，確立了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。然后，針對三相三線制電路拓撲，本文采用了基于ip-iq的諧波電流檢測方法。
　　諧波電流跟蹤是APF的核心，補償器性能的優(yōu)劣直接決定APF的補償效果。本文比較并選擇了基于準比例諧振（QPR）策略的直接電流控制方法，給出了QPR控制器的參數(shù)設計計算方法和離散化數(shù)字實現(xiàn)算法；針對工業(yè)系統(tǒng)典型的5、7、11、13次特征諧波設計了多個QPR

3、環(huán)節(jié)并聯(lián)的多重控制器，分析了并聯(lián)環(huán)節(jié)之間的相互影響和設計注意事項，提高了控制系統(tǒng)的響應速度和補償精度。仿真驗證了上述方法和策略的有效性。
　　TNPC變流器存在中點電位不平衡的弊端，為此，在三相電流環(huán)輸出的調(diào)制波中加入中點電位平衡的零序分量。零序分量選用PI控制器計算，與傳統(tǒng)計算法相比，調(diào)節(jié)時間更短，平衡能力更強。該算法投入后，顯著地抑制了中點電位波動。
　　搭建了基于RT-LAB的硬件在環(huán)實時仿真實驗平臺，RT-LAB模擬