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随着电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,加剧了对电网的污染,产生了大量的谐波。解决谐波问题的方法之一就是装设有源电力滤波器。目前,有源电力滤波器主要应用在中小功率场合,但大功率开关器件以及高速运转的控制芯片在不断的发展,越来越多的被大家应用,传统的多重化技术受到变压器或者电抗器效率、尺寸、可靠性的限制,在提升功率等级时难以广泛推广。多电平变流器给解决这一问题提供了机会。
本文在综合相关资料文献的基础上,首先简单介绍了有源电力滤波器的发展历程、研究现状、整体趋势以及分类。其次,着重分析了载波相移SPWM(CPS-SPWM)技术和级联型多电平变流器的工作原理,将二者结合起来,提出了基于CPS-SPWM技术的级联型多电平变流器APF系统的电路拓扑结构。利用CPS-SPWM技术可以在较低的开关频率下有效地抑制和消除低次谐波,具有相当大的传输带宽的特点,将其和级联型变流器结合用于有源电力滤波器中,基于CPS-SPWM技术的级联型多电平变流器结合了二者的优势,在大功率电力电子装置中有良好的应用前景。
在深入研究希尔伯特.黄变换(HHT)理论的基础上,将HHT应用于有源电力滤波器的谐波电流检测,HHT能有效地将电力系统谐波自适应地分离出来,具有检测精度高,实时性好的特点。在此基础上,针对Hilbert-Huang的端点效应问题,应用最小二乘支持向量机的延拓法对数据进行预测延拓,避免镜像闭合延拓法数据庞大的缺点,减轻端点效应对数据分析精度的影响。
最后用Matlab中的Simulink工具对有源电力滤波器的各个关键部分进行了建模。仿真结果表明,基于希尔伯特.黄变换的有源电力滤波器,能较好地实现对非线性负载引起的谐波及无功污染的补偿,有良好的工业应用前景。