改进型混合级联多电平有源电力滤波器的研究.pdf

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1、第42卷第1期电力系统保护与控制v01．42NO．12014午1JJlI：tPowerSystemProtectionandControlJan．1．2O14改进型混合级联多电平有源电力滤波器的研究高东辉，困，张长征(合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥230009)摘要：针对高压有源电力滤波器，为了减小有功损耗且提高补偿性能，提出一种改进型混合级联多电平拓扑结构，等效为电压源与电流源相串联。电压源由混合级联27电平变换器构成，其输出电压的基波分量与高压配电网电压相抵消，从而为电流源的运行提供了很低的电压环境。电

2、流源由PWM变换器构成，其额定功率很小，IGBT开关频率较高，从而使得有源电力滤波器具有极好的补偿性能。有源电力滤波器的主要功率由开关频率50／60Hz的方波变换器输出，从而使得有源电力滤波器的总损耗很小。理论分析与仿真结果证明了该新型拓扑结构的有效性。关键词：有源电力滤波器；高／N；损耗；补偿性能；混合级联多电平ResearchonanimprovedhybridcascademultilevelactivepowerfilterGAODong-huir————————]，l旦Q：，ZHANGChang—zheng(

3、SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Inordertoreducetheactivepowerlossandimprovethecompensationperformanceofhigh—voltageactivepowerfilter,animprovedhybridcascademulti—leveltopologyisproposed，whichisequ

4、ivalenttoseriesbetweenvoltagesourceandcurrentsource．Thevoltagesourceisconstitutedbyhybridcascade27一levelconverter．Thefundamentalcomponentoftheoutputvoltageofsetsthehighvoltagepowergrid’Svoltage，thusprovidesalowvoltagesituationforthecurentsource．Thecurrentsourcei

5、sconstitutedbyPWMconverter,whichhassmallratedpowerandhighIGBTswitchingfrequency,whichmakestheactivepowerfilterhaveexcellentcompensationperformance．ThemainpoweroftheAPFisoutputbythesquarewaveconverterwhichhas50／60Hzswitchingfrequency,thusmakingtheAPFhavesmalltota

6、lloss．Theoreticalanalysisandsimulationresultsshowtheefectivenessofthenewtopology．ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．5l177037)．Keywords：activepowerfilter；highvoltage；loss；compensationperformance；hybridcascademulti—level1J分炎：TM7l4文献标识码

7、：A义章编号：1674—3415(2014)01·0040—07力电子领域的研究热点之⋯。0引言近年来国内外关于高压APF的研究主要集中随着T业化进程的不断推进，高压配电网中大在电路拓扑和控制算法上，目前广泛应用的高压容量电／』J电子装置和非线性负荷日益增多，高压配APF电路拓扑主要有：基于变压器耦合的高压APF、电网中电能质量问题日益凸显，因而对高压大容量串联型混合APF、并联型混合APF和基于多电平技有源电力滤波器的需求也越来越迫切l1J。术的高压大容量APF。上述电路拓扑都具有明显的日前国内外在高压配电网谐波抑制

8、上主要采用优点，但在补偿性能、控制方法或系统损耗等方面无源滤波器，具有无法避免的固有缺陷。有源电力或多或少都还有各自不能完全解决的问题[13-151。滤波器(APF)在低压配电网中的应用日臻完善，但在本文在已有的级联多电平高压APF拓扑结构高压配电网中的应用还不成J，如何利用APF基础之上，提出了一种改进型混合级联多电平APF解决