基于三电平逆变器的有源电力滤波器研究

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1、学校代号10532学号S12092053分类号TM615密级公开硕士学位论文基于三电平逆变器的有源电力滤波器研究学位申请人姓名刘仲钦培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称荣飞副教授学科专业电气工程研究方向电力电子与新能源发电技术论文提交日期2015年4月15日学校代号：10532学号：S12092053密级：公开湖南大学硕士学位论文基于三电平逆变器的有源电力滤波器研究学位申请人姓名：刘仲钦导师姓名及职称：荣飞副教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2015年4月15日论文答辩

2、日期：2015年5月17日答辩委员会主席：罗隆福教授ResearchontheactivepowerfliterbaseonThree-levelinverterbyLIUZhongqinB.E.(HuizhouUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateschoolofHu

3、nanUniversitySupervisorAssociateProfessorRongFeiApril,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。／作者签名：討钟全义曰親抑＇全年５月３曰）学位论文版权使用授权书

4、本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论丈的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书。２．不保密囚。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）饰令心／作者签名；刮曰期來。真年５月曰导师签名；日期口（５年公月日１／基于三电平逆变器的有源电力滤

5、波器研究摘要电力电子技术的飞速发展,使得由电力电子装置构成的非线性负荷运用越来越多，造成电网谐波污染严重，电能质量下降。在这种情况下，电网谐波补偿成为了必要。随着谐波污染加大，大容量的有源电力滤波器技术将成为了实际应用的主流。因此，本文的研究对象为大容量的基于二极管中点钳位型三电平有源电力滤波器。首先从二极管中点钳位型三电平有源电力滤波器的拓扑结构出发，分析了其工作原理，并推导了该结构的数学模型。分析基于瞬时无功理论的谐波检测方法及谐波补偿方法。通过理论推导和公式推导阐明了三电平SVPWM调制原理。然后

6、讨论了二极管中点钳位型三电平逆变器的两个主要缺点，直流侧中性点电位漂移和个别开关出现热过载的情况。针对直流侧中性点电位漂移采用的方法是通过优化算法来控制中点电位。而对于内外管损耗分配不均的问题本文提出的方法是采用的策略是利用冗余小矢量对逆变器过热开关重新分配负载，使得过载开关上的负载减少，热量从受影响的开关转移到其它开关，而不需要增加额外的硬件。接着设计了一种二极管中点钳位型三电平有源电力滤波器的辅助电源。该电源在启动时采用电网供电，在逆变器直流侧电压达到额定值时，从逆变器直流侧储能电容的下电容取电。开

7、关电源的最大输入电压仅为三电平逆变器直流侧额定电压的1/2，并且在逆变器主系统突然掉电后，开关电源仍能工作一段时间，保证了掉电后保护动作依然能可靠执行，提高了逆变器主系统的安全性。设计了储能电容放电回路，使得系统正常工作时，放电回路无损耗，当逆变器直流侧掉电后，给储能电容提供放电回路。实验结果证明了该辅助电源的可行性。接着对二极管中点钳位型三电平有源电力滤波器的理论部分进行了仿真分析，包括谐波检测，谐波补偿及SVPWM算法的仿真，并对仿真结果进行了分析。最后设计了二极管中点钳位型三电平有源电力滤波器系统

8、实验平台。先对系统主电路各个参数进行了设计，介绍了逆变器的设计过程以及LCL滤波器的参数选择，对控制板采样电路和驱动电路进行了设计。然后给出了实验平台系统的软件主程序、直流侧电压控制程序、谐波电流检测和AD子程序流程图。最后分析了实验结果。关键词：有源电力滤波器；三电平；二极管中点钳位；开关电源；SVPWM；热过载II硕士学位论文AbstractDuetotherapiddevelopmentofpowerelectronicstechno