[发明专利]共交直流母线交错并联多电平APF谐波组合模块及算法

说明书

本发明公开了一种共交直流母线交错并联多电平APF谐波组合模块，主要包括谐波组合算法模块、PWM模块、直流侧电容、共交直流母线交错并联输出单元；所述共交直流母线交错并联输出单元由两个三电平二极管中点钳位型逆变器电路单元交错并联；所述直流侧电容与三电平二极管中点钳位型逆变器电路单元连接，为其提供直流电压；所述谐波组合算法模块的输出作为PWM模块调制波，PWM模块的输出控制共交直流母线交错并联输出单元的输出。还公开一种共交直流母线交错并联多电平APF谐波组合模块。本发明能够有效提升直流电压利用率，降低设备制造成本，提高设备工作可靠性。

技术领域

本发明涉及电能质量领域，特别是涉及一种共交直流母线交错并联多电平APF谐波组合模块及算法。

背景技术

世界各国电力工业中，几乎都采用单一恒定频率的正弦供电，但大量电力电子设备的投入使电网产生大量谐波，目前常用的解决方法有无源滤波和有源滤波，其中有源滤波通常采用电力电子设备对谐波进行补偿，由于各次谐波叠加，采用传统的APF可能导致在电感上产生较大压降，与电网侧电压叠加后数值较高，这就要求直流侧有更高的电压，因此可能导致超过电容的耐压值，降低电容寿命，甚至发生电容器爆炸等事故。

因此亟需提供一种新型的共交直流母线交错并联多电平APF谐波组合模块及算法来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种共交直流母线交错并联多电平APF谐波组合模块及算法，能够有效提升直流电压利用率，降低设备制造成本，提高设备工作可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种共交直流母线交错并联多电平APF谐波组合模块，主要包括谐波组合算法模块、PWM模块、直流侧电容、共交直流母线交错并联输出单元；

所述共交直流母线交错并联输出单元由两个三电平二极管中点钳位型逆变器电路单元交错并联；

所述直流侧电容与三电平二极管中点钳位型逆变器电路单元连接，为其提供直流电压；

所述谐波组合算法模块的输出作为PWM模块调制波，PWM模块的输出控制共交直流母线交错并联输出单元的输出。

在本发明一个较佳实施例中，所述三电平二极管中点钳位型逆变器电路单元包括连接直流侧电容器的输入端、连接电网的输出端、若干个开关管电路、二极管钳位电路，二极管钳位电路并联在同一三电平二极管中点钳位型逆变器电路单元的同一桥臂位于中点两侧相邻两个开关管电路之间。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种共交直流母线交错并联多电平APF谐波组合算法，包括以下步骤：

S1：将三相所有待补偿谐波进行采样，再将三相所有待补偿谐波电流进行积分得到直流侧对应电压的参数；

S2：通过将低次谐波分为两组进行组合，获得所有待补偿谐波所有的可能组合和N为最高次待补偿谐波；

S3：将步骤S2中所有可能的谐波组合峰值及v_ave进行两两比较，选择其中峰值最小者为最佳组合，作为PWM模块调制波。

在本发明一个较佳实施例中，所述PWM模块调制时，同一三电平二极管中点钳位型逆变器电路单元的同一桥臂Q1(Q2)与Q3(Q4)管互补导通，同一三电平二极管中点钳位型逆变器电路单元的三相桥臂导通角度相差120°，共交直流母线交错并联输出单元中两个三电平二极管中点钳位型逆变器电路单元对应位置的开关管电路同时导通。