电压型大功率有源电力滤波器的设计与研究

有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功功率的新型电力电子装置,它能对大小和频率都变化的谐波及无功功率进行补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。本文介绍了并联型有源电力滤波器以及载波相移SPWM技术的基本原理,研究了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法,分析对比了多重化以及多电平技术的优缺点,并针对采用单个PWM变流器为主电路的并联型有源电力滤波器的容量瓶颈问题,以1MVA为设计目标,采用9电平级联H桥变流器为主电路,基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测法为指令电流运算方法,载波相移SPWM为电流跟踪控制策略,研究并设计了一种电压型大功率有源电力滤波器。 传统的ip-iq检测法采用PLL电路以及正余弦发生电路产生正余弦信号,当电网电压不对称时,得到的信号与A相正序电压有一个相位差,继而导致检测结果不准确。为解决这个问题,本文提出了一种无锁相环的改进的ip-iq检测法,该方法节省了锁相环电路,不受频率偏移约束,且在电网电压不对称或畸变时均能准确检测出基波电流。 本文在Matlab/Simulink软件中搭建出系统仿真模型,并与采用单个PWM变流器的有源电力滤波器比较,验证了本文设计的方法能够在较低的器件开关频率下实现较好的补偿效果,具有良好的工业应用前景。