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配电系统级联型有源电力滤波器的研究

作　者: 陈睿
导　师: 康勇；戴珂
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 配电系统级联多电平载波移相SPWM调制一维空间矢量调制直流侧电容均压
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着电力系统中非线性负载的日益增多,产生了大量谐波电流,严重的影响了电网电能质量,有源电力滤波技术作为抑制和消除谐波行之有效的手段业已成为研制和开发的重点。本文主要目的是研究适用于配电系统的环境下的高压大容量三相级联多电平有源滤波器(SAPF)。本文首先分析适用于我国配电系统的逆变器必须具备的三个条件:电压等级高、功率容量大、三相三线制连接。随即按照当前半导体开关器件所能达到的最高电压和容量水平定量给出了三相桥拓扑、三个单相全桥通过组合而成的三相逆变器拓扑和级联多电平逆变器拓扑所能承受的最高电压等级和最大的功率容量,研究发现级联多电平逆变器是最适合在高压大容量环境下应用的逆变器拓扑。在调制方法的选择上,本文针对所采用的级联多电平逆变器拓扑的特点主要比较了载波移相SPWM的调制方式(CPS-SPWM)和一维空间矢量调制方式(1D-SVPWM)在级联多电平逆变器中的输出特性,对调制波的拟合能力、等效开关频率的提升能力、直流侧均压的影响等因素作了比较,尤其对采用CPS-SPWM调制直流侧不均压时逆变器的输出特性进行了理论计算、仿真推理和实验验证,得出直流侧电压均压与否对采用CPS-SPWM调制的级联多电平逆变器的输出特性影响甚微的结论,加之CPS-SPWM调制具有强力提升级联多电平逆变器等效开关频率的特点使其更适合应用于本文研究的SAPF。本文在控制上采取分散控制的策略,用简单的PI控制实现电流环、电压环和直流侧均压控制。最后进行了SAPF的仿真,结果表明这种基于级联多电平拓扑的有源电力滤波器能很好地跟踪补偿电网谐波,具有很快的动态响应速度和较高的检测精度,能快速准确的实现各个变流器单元直流侧电容的均压控制,这对拓展有源电力滤波器在高压领域的应用具有积极意义。

配电系统级联型有源电力滤波器的研究

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