[发明专利]一种H桥级联型有源电力滤波器的调制方法

权利要求书

1.一种H桥级联型有源电力滤波器的调制方法，其特征在于：包括采取优化载波频率结合三角载波周期性轮换方式解决级联H桥在载波移相调制方法下相内模块间直流侧电压的均衡问题。

2.以级联H桥的某一相为例，包括如下步骤：

S1：对级联H桥N个单元的载波依次进行移相；

S2：对移相后的载波采取优化偏移；

偏移量最优值的选取如下：由双重傅里叶变换公式，可得有源电力滤波器a、b、c中任一相第i个单元的输出电压u_i采用双重傅里叶展开后：

式中，M_i是该相第i个H桥单元的调制比；E_dci是H桥该相第i个单元的直流侧电压；ω_s是调制波的角频率；ω_c是三角载波的角频率；J_n为贝塞尔函数；M为基波调制比；m为载波谐波频次，m≥1且取值为整数；n为边带谐波频次，n取奇数；

有源电力滤波器对应相上输出的谐波电流为

式中，为谐波电流幅值；为谐波电流相角；为谐波电流角频率；

相应，对应相第i个H桥单元的耦合功率由流过该相的谐波电流与谐波电压相乘得

式中，为第i个单元对应谐波电流产生的耦合功率；为载波偏移后第i个单元输出电压中角频率的谐波分量；输出的谐波电流；为谐波电流角频率；m为载波谐波频次，m≥1且取值为整数；为载波偏移量；为谐波电流幅值；E_dci是H桥该相第i个单元的直流侧电压；M为基波调制比；为谐波电流相角；

对耦合功率积分得直流侧电容的能量交换量

式中，为第i个单元对应谐波电流产生的直流侧电容能量波动；为第i个单元对应谐波电流产生的耦合功率；为谐波电流幅值；E_dci是H桥该相第i个单元的直流侧电压；M为基波调制比；m为载波谐波频次，m≥1且取值为整数；为谐波电流角频率；为载波偏移量；为谐波电流相角；

由上式得有源电力滤波器对应某次谐波电流频率的直流侧电容能量波动与载波偏移量的关系；

在实际运行中的谐波电流会包含多个频率分量，将各次谐波频率分量产生的能量波动相加得到单元总能量波动量，将N个单元总能量波动相加得到单相总能量波动：

式中，为单相总的能量波动；N为单相级联模块数目；为第i个单元直流侧电容能量波动；

从而得出总能量波动和载波偏移量的关系，在最小时得到系统的载波偏移量的最优值；

S3：在每个工频周期的时候将优化后的各单元载波进行轮换操作。

3.根据权利要求1所述的一种H桥级联型有源电力滤波器的调制方法，其特征在于：由于边带谐波中的n取奇数以及m取大于或等于1的整数，故而某一载波谐波附近的各相邻边带谐波间隔为100Hz，为了防止偏移后的边频谐波电压与相邻的谐波电流再次重合，对优化偏移量进行前提条件约束：

式中，为载波偏移量。