论文部分内容阅读
在21世纪的现代化、智能化电力系统中,因为微电网的并入以及非线性负载多样化及其大量使用,直接或间接的致使电网中含有更多的谐波电流。而APF(有源电力滤波器)可以解决这一当前正面临的问题,它可以有效的补偿无功功率以及谐波。然而,由于供电环节的传输电压等级的持续增长,APF(有源电力滤波器)的传统结构难以满足当前的发展,不过MMC可以很好地应用在高压大容量的工程中。综上所述,本文主要对基于MMC拓扑结构的APF(有源电力滤波器)进行了分析与研究。本文首先分析讨论了影响电力质量的一系列因素,并对怎么改善电力质量做了一些分析与研究。对瞬时功率理论进行了分析和推导,并对它的物理意义进行了说明。基于这一理论,分析了几种有源电力滤波器的控制策略,并讨论了各种控制策略的优缺点。在分析及研究有源电力滤波器的原理以及运行特性之外,着重研究它在控制策略以及拓扑结构方面的改进。对基于13电平的有源电力滤波器(APF)的拓扑结构进行了简要分析,对模块化多电平APF的谐波检测方法,p、q运算方式与i_p、i_q运算方式都进行了详细的特点、数学模型分析,并且对两者进行了深入的对比,最终确定在本文中使用i_p、i_q运算方式。在第3小节对并联型有源电力滤波器(APF)的原理、建模过程进行了系统的研究与分析。基于MMC主电路的拓扑结构,建立电压及电流数学模型。基于该模型,MMC的输入电流被做出了有功分量与无功分量的分解,进而在旋转坐标系中得到了MMC的输入电流的dq轴分量i_d与i_q。通过控制直流电压获得基频功率进而控制子系统。除此之外,还对MMC的上桥臂与下桥臂的拓扑结构特征进行了分析与研究,通过分析与研究知道了MMC的桥臂电压和内部环流两者的联系。然后以MMC的桥臂电压和内部环流两者的联系最为重要依据,对系统的电压均衡控制和平均电压控制进行了细致的研究与说明。最后,对13电平的整流器与逆变器状态分别建立了仿真模型,并且进行了详细的分析,又在对模块化多电平与有源电力滤波器的拓扑结构、数学模型、工作原理进行研究分析的基础上,搭建了基于模块化多电平技术的有源电力滤波器的系统仿真,并对仿真结果进行了系统的分析,验证了本文的工作的正确性。又对实验室的模块化多电平的实验平台进行了简要的介绍,再就是在学习过程中对三电平的硬件平台做的一些实验分析。