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目前,连接到电力系统的非线性负荷(包括电力电子变换器)越来越多,这些非线性负载给电力系统带来谐波和无功电流。由于我国民用三相四线制供电体系及用电负荷的特殊性,其电能质量问题往往是多因素并存,且相互影响,在电能质量治理时也需要多措并举。常规三电平电能质量治理装置的控制策略和检测算法大都是基于三相电源电压对称和二极管钳位三电平拓扑中点电位平衡的基础进行设计的,但在实际应用中电源电压可能会不平衡或受非线性负载的影响发生畸变,电压频率也可能发生偏移和跳变,中点电位也会因为零序电流导致偏移,这些问题都造成传统的电能质量综合治理装置在三相四线制电力系统中的实际治理效果不尽理想。本文针对三相四线制配电系统中的电能质量综合治理装置开展研究,主要工作和创新点如下:1)为了克服传统三相三线制谐波检测算法在三相四线制中应用的局限性,提出了一种基于主从卡尔曼滤波锁相环的自适应神经网络谐波检测算法,用以完整而精确地测量系统中的谐波电流和其他非基波正序分量。该方法先用主从无迹卡尔曼滤波器求出精确的电源电压频率和相位,然后再用自适应神经网络法检测三相四线制电网系统中的非基波正序电流,并计算生成参考补偿电流。2)针对三电平甚至多电平电压逆变器调制策略,提出了一种改进的空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)方法,该方法采用一种非正交坐标系KL,结合五段式SVPWM来代替传统的SVPWM策略。因为避免了三角函数等复杂运算,使得扇区判断和开关函数执行时间的计算大大减小,控制策略能够快速实现,具有较强的兼容性与通用性。3)针对电容中分式三电平电压逆变器的固有中点电位漂移问题,在直流侧电压稳定的基础上,从中点电位漂移的根本原因出发,提出采用多电平逆变器中短矢量的冗余矢量来调节直流侧上下电容的电压差,实现了直流侧中点电位的有效控制。4)设计了一种基于滑模控制和有限集预测技术(Finite ControlSet-Model Predictive Control,FCS-MPC)的电流控制器。结合改进SVPWM调制策略,此算法能够在多电平电压逆变器开关状态数量较多的情况下,不需要查询所有的开关状态就能够有效地跟踪参考电流信号,在减小计算量的同时还能够降低开关频率和损耗。同时提出的价值判定函数加入了直流侧电容电压均衡的权衡因子,能够一定程度上解决中点电位不均衡的问题。5)为了验证本文控制策略和算法的有效性,设计并完成了电能质量综合治理装置样机,进行了滤波、无功功率补偿和三相不平衡的相关实验,实验结果表明了本文的谐波检测方法、控制策略等的有效性。