基于PD-SFO-PWM的级联SAPF直流侧平衡控制策略的研究

发布时间：2020-03-30 03:46

【摘要】：中高压电网中大容量电力电子装置和非线性负荷带来了谐波问题,级联H桥(Cascade H-Bridge,CHB)并联有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)因便于实现、高可靠性和结构上易于模块化扩容等特点,成为大功率、高电压领域应用较多的一种APF。但由于级联H桥SAPF各H桥是相互独立的模块,每个H桥的串联损耗、并联损耗具有差异性等因素造就SAPF直流侧不平衡的产生。这会影响SAPF谐波电流的补偿效果,甚至有可能造成SAPF的瘫痪。本文基于PD-PWM策略以及SFO-PWM策略,提出了载波同相层叠-开关频率优化-PWM(Phase Disposition-Switching Frequency Optimal-PWM,PD-SFO-PWM)策略。拥有载波同相层叠调制很好的线电压消谐效果,以及开关频率优化PWM调制的降低开关损耗能力,同时将多路同相载波减少为一路载波。针对级联H桥SAPF存在直流侧电压不平衡的现象,从SAPF的拓扑结构和原理入手,在分析直流侧不平衡的基础上,以实现直流侧电压的稳压、相间平衡和相内平衡为目的。在PD-SFO-PWM基础上提出了一种直流侧电压三级平衡策略。当发生直流侧电压失衡时,三级策略发挥调节作用。与传统平衡策略相比,该策略原理简单、易于实现,同时由于调制策略同时兼有调制功能和直流侧相内电压平衡功能,避免了设计额外的直流侧相内电压平衡策略,从而大大降低了直流侧平衡策略的复杂性。最终进行七电平SAPF仿真和实验,验证了平衡策略的可行性,该平衡策略能够以较小的超调量和纹波实现平衡效果,并能保证SAPF的稳定工作。
【图文】：

（2）当d zp =M ，zΔM =0，zM 不变。（3）当d zp < M ，zΔM = 1，从而减小zM 。也就是说，，当zΔM =0，zM 不变，开关状态不改变。当zΔM =1，在不考虑直流侧电压不平衡时，从第一个 H 桥开始判到M 为-1 或 0 的 H 桥，使其M 变为 0 或 1。重复此过程，直至zΔM 当zΔM = 1。在不考虑直流侧电压不平衡时，从第一个 H 桥开始判到M 为 1 或 0 的 H 桥，使其M 变为 0 或-1。重复此过程，在直至Δ2.4 PD-SFO-PWM 策略仿真Discrete,Ts = 2e-06 spowerguiv+-Voltage MeasurementgA+gA+gA+Scope11++L+L

图 4.17 PS-PWM 下的逆变器线电压畸变率Figure4.17 The distortion rate of inverter line voltage under PS-PWM图 4.17 中可以看到在调用 PS-PWM 下的逆变器线电压，而通过图 4.18 的 FFT 分析，其畸变率为 15%。而图 4.19 中的在调用 PD-SFO-PWM 时的线电压畸变率明显要少一些，为 10.79%，说明 PD-SFO-PWM 继承了 PD-PWM 良好的线电压消谐效果，其线电压畸变要小于 PS-PWM。0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1-1500-1000-500050010001500图 4.18 PD-SFO-PWM 下的逆变器线电压Figure4.18 Inverter line voltage u
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM761

【参考文献】

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1 刘桂英;邓明锋;粟时平;明志勇;郑彬宇;李梅;;H桥级联STATCOM直流侧电压控制新方法[J];电力系统及其自动化学报;2015年10期

2 陈仲;王志辉;陈淼;;一种高动态性能的级联型有源电力滤波器[J];电工技术学报;2015年03期

3 刘正富;徐政;刘为群;;基于改进载波移相SPWM的链式STATCOM电容电压平衡控制策略[J];高压电器;2012年12期

4 赵波;郭剑波;周飞;;链式STATCOM相间直流电压平衡控制策略[J];中国电机工程学报;2012年34期

5 黄海宏;刘鑫;薛欢;张琛;;基于载波相移技术的H桥级联高压APF研究[J];电子测量与仪器学报;2012年08期

6 胡应宏;任佳佳;王建赜;纪延超;;级联STATCOM阀组直流侧电压不平衡现象及原因分析[J];电力系统自动化;2011年21期

7 李俊;王大志;郭喜峰;葛帅;;一种有源电力滤波器直流母线电压模糊控制方法[J];电气传动;2011年06期

8 王琛琛;李永东;;多电平变换器拓扑关系及新型拓扑[J];电工技术学报;2011年01期

9 胡应宏;任佳佳;王建赜;纪延超;;级联STATCOM直流侧电压平衡控制方法[J];电机与控制学报;2010年11期

10 张文亮;汤广福;查鲲鹏;贺之渊;;先进电力电子技术在智能电网中的应用[J];中国电机工程学报;2010年04期

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1 许湘莲;基于级联多电平逆变器的STATCOM及其控制策略研究[D];华中科技大学;2006年

本文编号：2606982