[发明专利]基于模块化多电平变换器的并联有源滤波器及其控制方法

摘要

基于模块化多电平变换器的并联有源滤波器及其控制方法，属于中高压大功率场合的电力谐波抑制技术领域。本发明为了解决现有并联有源滤波器不能够有效进行谐波结合补偿，使配电网的电能质量差的问题。滤波器包括模块化多电平变换器、电流变换单元、谐波电流检测单元、电流控制器、电容C和电网电抗LS，所述模块化多电平变换器为半桥型拓扑结构，其各相上、下桥臂各包括n个子模块SMn；控制方法采用载波移相调制方法，使相同开关频率条件下等效开关频率高，减小开关损耗；同时采用相间电容均压和环流抑制策略，使各个子模块电容电压和直流母线电压维持稳定。本发明用于电网的谐波抑制。

主权项

一种基于模块化多电平变换器的并联有源滤波器，它包括模块化多电平变换器（1），所述模块化多电平变换器（1）为半桥型拓扑结构，其各相上、下桥臂各包括n个子模块SMn，n为正整数；其特征在于，它还包括电流变换单元（2）、谐波电流检测单元（3）、电流控制器（4）、电容C和电网电抗LS，电容C连接在模块化多电平变换器（1）直流侧的三相上桥臂公共点+p和三相下桥臂公共点‑n之间；电网电抗LS连接在三相交流电网和三相非线性负载之间，模块化多电平变换器（1）的输出端公共点PCC连接在电网电抗LS和三相非线性负载之间，模块化多电平变换器（1）的控制信号输入端连接电流控制器（4）的控制信号输出端；电流变换单元（2）用于对模块化多电平变换器（1）输出端的实际输出电流ih进行采集，并进行三相变两相及dq变换，再输出所述实际输出电流ih的d轴分量id和q轴分量iq，该d轴分量id和q轴分量iq输入到电流控制器（4）中；谐波电流检测单元（3）用于采集模块化多电平变换器（1）的输出端公共点电压Vpcc、三相非线性负载的输入电流iL和电容C两端的电压Udc，并基于瞬时功率理论计算获得三相非线性负载的各次谐波电流d轴参考值idref和各次谐波电流q轴参考值iqref，该各次谐波电流d轴参考值idref和各次谐波电流q轴参考值iqref输入到电流控制器（4）中；电流控制器（4）根据所述d轴分量id、q轴分量iq、各次谐波电流d轴参考值idref和各次谐波电流q轴参考值iqref计算获得对模块化多电平变换器（1）的控制信号。