三电平逆变器的SVPWM控制策略研究及其在APF中的应用

随着电力电子技术的发展，多电平逆变技术已成为当前国内外高压、大功率电能变换研究的热点之一。它通过对直流侧的分压和开关动作的不同组合，实现阶梯波输出电压。多电平逆变技术能够有效地增大系统的容量和耐压，减小逆变器的开关损耗和输出电压谐波含量。多电平逆变器自从问世以来，在电力系统的高压、大功率应用场合一直受到人们的广泛关注。 本文首先研究二极管箝位型三电平逆变器的拓扑结构和数学模型。在此基础上，对空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)算法进行了深入细致的研究，详细推导了控制算法并进行了部分改进，达到简化算法的目的。为解决直流侧电容电压的不平衡问题，采用动态重新分配正负开关矢量的作用时间来有效平衡中点电位。理论研究与仿真分析都表明了SVPWM算法及中点电位平衡控制方法的正确性与有效性。 本文将二极管箝位型三电平逆变器应用于并联型三相三线制有源电力滤波器(APF)的主电路拓扑结构中。详细地研究了APF的谐波、无功电流检测方法，并对基于三电平SVPWM的补偿电流跟踪控制方法进行了具体分析及其实现。最后利用MATLAB／SIMULINK对整个APF系统作了动态仿真研究，仿真结果表明了采用三电平APF对电力系统谐波进行抑制的有效性和优越性。