并联型三电平有源电力滤波器的设计与实现

电力电子器件的广泛使用,容易造成电网电压和电流的波形畸变。因为这些非线性设备所造成的谐波,降低了电能质量,影响电网安全也威胁到了入网设备的安全和使用寿命,而且随着人民生活水平提高,用电企业的节能常识的增加,因此对电能质量的好坏越来越关注,而在电能质量里面影响最大的就是谐波含量的多少。有源电力滤波器是重要的谐波治理方法,近年来已经成为研究的重点和发展方向。在本文中,首先介绍了谐波的定义,谐波是如何产生的,谐波的国家标准,谐波含量大小对电网的危害,以及如何对谐波进行治理。然后对有源电力滤波器在国内外发展状况也进行了简单的介绍。对有源电力滤波器的基本工作原理以及不同类型进行了详细的说明,通过对原理、性能、效果、价格等多方面因素的综合对比,本文最终选择了并联型三电平有源滤波器进行研究,并建立了数学模型。在谐波电流检测方法当中,最终选用的谐波电流检测方法是用数字滤波器对电网中的谐波电流成分进行检测分离。可以比较快速、准确的检测到谐波电流。最后,经过仿真和实现验证了数字滤波器谐波检测方法的有效性和准确性。在补偿电流跟踪控制技术方面,通过对目前主流的方法性能对比,本文最终选择的是采用三角波方式。而在直流母线电容侧我们选择的是常用的PI控制方式。对并联型三电平有源电力滤波器进行了设计,并对主电路的重要参数进行了设计,并详细介绍了以FPGA为控制芯片的并联型三电平有源电力滤波器的硬件设计和软件设计。最后,使用MATLAB对三电平并联型滤波器进行了系统模型的建立,并且对仿真结果进行了分析,并用示波器和电能质量分析仪对实际设备进行测量和分析。根据仿真和试验结果,验证本文所设计的并联型有源滤波器的正确性和有效性。