H桥级联有源电力滤波器的研究

随着电力电子装置的广泛应用，非线性负载带来的谐波污染问题日益严重，对电网系统造成严重的危害。对谐波的治理已成为国内外研究的热点。其中有源电力滤波器是谐波治理研究中的一个重要趋势。在高压大功率应用场合，功率开关器件的工作电压与其开关频率的要求往往是相互矛盾的，载波相移SPWM技术和H桥级联型多电平技术能够较好的解决了这个问题，即在较低的器件开关频率下得到较高的等效开关频率同时将低压器件应用于高压场合。本文对基于载波相移SPWM技术的H桥级联型多电平变流器及其在有源电力滤波器中的应用做了一些研究。 本文介绍了载波相移SPWM技术的基本原理，对该技术的输出电压波形、传输宽度和倍频等特点进行了分析；H桥级联型多电平变流器有着每个H桥电路单元相同易于实现模块化设计、所用的器件较少、低压器件实现高压输出等优点；本文将载波相移SPWM技术应用于H桥级联型多电平变流器中，它在有源电力滤波器和大功率变流器领域有着较广泛的应用前景。 本文将基于载波相移SPWM技术的H桥级联型多电平变流器作为并联型有源电力滤波器的主电路，分析了基于瞬时无功功率理论的单相谐波检测方法；分析了电流跟踪策略及PI调节器参数整定，引入了电压前馈补偿方法；在MATLAB中建立仿真模型加以验证。 本文设计一台基于载波相移SPWM技术的H桥级联型多电平变流器APF实验装置，并给出了实验装置主要参数设计的详细过程，实验结果表明该实验装置性能良好，具有较好的补偿性能。