[实用新型]一种以新型多电平变流器改进有源电力滤波器的电路结构

说明书

本发明涉及一种以新型多电平变流器改进有源电力滤波器的电路结构，其特点在于，所述MMC‑APF主电路的供电电源为三相电压源Vsa、Vsb、Vsc，每相电压源一端与中性点连接，另一端分别与一个MMC‑APF输入电抗器的端连接，所述MMC‑APF输入电抗器的另一端分别与每相电压源的上、下桥臂的输入端连接，每相电压源的上、下桥臂的输出端分别与直流电容的两端连接，每个桥臂均由n个子模块串联构成。其能够使APF应用于高电压、大容量场合，并设计基于SOGI的MMC环流抑制方法和基于模糊比例积分‑重复控制的电流控制算法，使系统电流跟踪速度和准确性得到提升，确保系统准确可靠的谐波补偿能力。

技术领域

本实用新型涉及电力谐波滤波技术领域，尤其涉及有源电力滤波器(activePower Filter, APF)技术领域，是一种以新型多电平变流器改进有源电力滤波器的电路结构。通过模块化多电平变流器拓扑及环路抑制策略和对电流跟踪模块的优化，提升了有源电力滤波器的电压等级以及电流跟踪能力，使有源电力滤波器可以应用于更高电压场合，并且增加其灵活性，减少因传统桥式电路桥臂损坏导致的补偿失败。

背景技术

随着现代电力电子技术的大量推广和应用，产生大量谐波，严重影响了供电品质,降低了发电设备、用电设备的工作性能和使用寿命，甚至危及电力系统的安全性。因而，电力谐波治理已成为电能质量方面的热点问题。因有源电力滤波器具有能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，能补偿各次谐波，还可抑制闪变,补偿无功,滤波特性不受系统阻抗的影响的优点，目前在电力谐波治理领域得到了广泛的关注。

然而，由于电力电子器件的限制，有源电力滤波器目前只在较低的电压等级应用成熟，在高压、大容量场合主要是通过变压器接入高电压系统,再通过大电流的方式形成大容量，但是变压器环节对电能质量的补偿具有不利的影响，特别是较高次的谐波补偿比较困难。在近年来，人们一直尝试用各种方法来提升有源电力滤波器的电压等级和容量，如级联有源电力滤波器、改进拓扑结构等，但其仍然存在受限于结构限制电压等级变化不大、因拓扑结构产生的谐波难以治理等问题，技术革新迫在眉睫。

模块化多电平变流器作为近年来新产生的技术具有高度模块化，易于扩展，方便提升电压等级的优点，在中高压、大容量领域具有明显的应用优势。因此，多电平变流器有源电力滤波器(Modular Multilevel Converter-active Power Filter，MMC-APF)方法正逐渐成有源电力滤波器在高压场合的潜在研究方向。

然而，MMC-APF虽能应用于高电压、大容量场合，但是由于传统电流跟踪方法存在跟踪速度差，精度低的问题使补偿电流存在误差，同时MMC-APF因其特殊的结构产生环流也影响着补偿电流的大小，从而影响补偿性能。由此可见，应用于高电压、大容量，补偿性能优良的APF已成为电力谐波治理的大势所趋。

本实用新型在充分分析现有APF的技术特点的基础上，结合APF不能在高压、大容量场合取得很好应用效果的事实，提出一种以新型多电平变流器改进有源电力滤波器电路结构，进而使APF应用于中高压，大容量场合,提升APF容错性。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题是：鉴于上述现有技术存在的缺陷，结合MMC的优势，为实现APF应用于高电压、大容量场合，并保证其补偿效果和灵活性，提出一种以新型多电平变流器改进有源电力滤波器的电路结构。

本实用新型解决问题的技术方案是：一种以新型多电平变流器改进有源电力滤波器的电路结构，其特征在于，所述有源电力滤波器主电路结构是：