1、權利要求書發明名稱基于無諧波檢測的三電平有源電力濾波器中點電位調節方法摘要本發明涉及一種基于無諧波檢測的三電平有源電力濾波器中點電位調節方法，能夠實現無需檢測有源電力濾波器補償電流的條件下對三電平中點電位的閉環控制。具體為利用IGBT觸發脈沖信號、電容電壓以及電源電壓計算電感電壓，進而得出有源濾波器輸出的補償電流。計算過程中利用級聯信號延時消除(CDSC)模塊得到補償電流誤差信號，提高了計算的準確性。最后利用算出的補償電流對中點電位進行閉環控制。整個控制過程簡單可靠，保留了無諧波檢測控制的優點，適用于所有NPC型和T型拓撲的無諧波檢測三電平有源電力濾波器。本發明所采用的技術方案按如下步驟進行：

2、步驟一、依據有源電力濾波器開關管觸發信號和電容C1、C2的電壓得到有源電力濾波器端口電壓、。步驟二、計算有源電力濾波器輸出相電壓。 (1)其中步驟三、計算濾波電感L上的電壓 (2)其中 為電源相電壓步驟四、計算電感電流即有源電力濾波器輸出的初步補償電流 (3)由于各個計算環節的延遲以及開關管的開通關斷的延遲作用，實際的有源電力濾波器端口電壓與、之間是有誤差的，從而使算得的初步補償電流存在不規則的偏移誤差。步驟五、將算得的補償電流通過級聯信號延時消除(CDSC)模塊處理，濾除無功及諧波分量，分別得到三相初步補償電流的偏移量、。三相初步補償電流分別減去各自偏移量得到精確的三相補償電流。 (4)步驟

3、六、根據三電平拓撲不同矢量作用時補償電流對中點電位的影響對中點電位進行閉環調節。由于算得的補償電流還是存在一定誤差的，并且檢測得到的中點電位也有誤差，因此采用滯環調節比較適宜。設置中點電位區間和補償電流區間，當中點電位偏移超出區間U并且流入中點的電流超出區間I時開始調節。12說明書基于無諧波檢測的三電平有源電力濾波器中點電位調節方法技術領域本發明涉及電力電子裝置控制技術領域，是一種基于無諧波檢測的三電平有源電力濾波器中點電位調節方法，能夠實現不檢測負載電流和補償電流的條件下對三電平有源電力濾波器直流側電容中點電位進行調節。技術背景隨著電網諧波問題的日益嚴重，作為補償無功及諧波的有源電力濾波器得

4、到迅速發展，在工業生產中尤其在高壓大功率交流電機變頻調速領域，三電平有源電力濾波器是較為理想的諧波補償裝置。現有的三電平有源電力濾波器多是基于諧波檢測方法，但該方法計算量較大，且相位有延時，最終會影響補償效果。而基于無諧波檢測的有源電力濾波器控制系統，由于計算量大大減小，沒有相位延時，且降低了硬件成本，因此特別適合于以DSP等數字信號處理器為核心的三電平有源電力濾波器系統。中點電位的控制是三電平有源電力濾波器的一個固有問題，現有的比較可靠的方法是利用有源電力濾波器輸出補償電流對中點電位的影響進行閉環控制。對于直接檢測補償電流的有諧波檢測控制策略，此方法是方便而可行的，而無諧波檢測控制策略不檢測

5、補償電流，不能應用該方法。發明內容本發明為了解決基于無諧波檢測的三電平有源電力濾波器的中點電位調節問題，提出了一種有源電力濾波器補償電流的計算方法，以便對中點電位進行閉環控制。本發明所采用的技術方案按如下步驟進行：步驟一、依據有源電力濾波器驅動信號和電容C1、C2的電壓得到有源電力濾波器端口電壓、。步驟二、計算有源電力濾波器輸出相電壓。 (1)其中步驟三、計算濾波電感L上的電壓 (2)其中 為電源相電壓步驟四、計算電感電流即有源電力濾波器輸出的初步補償電流 (3)由于各個計算環節的延遲以及開關管的開通關斷的延遲作用，實際的有源電力濾波器端口電壓與、之間是有誤差的，從而使算得的初步補償電流存在不

6、規則的偏移誤差。步驟五、將算得的初步補償電流通過級聯信號延時消除(CDSC)模塊處理，濾除無功及諧波分量，得到偏移誤差量。初步補償電流減去偏移量得到精確補償電流。 (4)步驟六、根據三電平拓撲不同矢量作用時補償電流對中點電位的影響對中點電位進行閉環調節。由于算得的補償電流是存在一定誤差的，并且檢測得到的中點電位也有誤差，因此采用滯環調節比較適宜。設置中點電位區間和補償電流區間，當中點電位偏移超出區間U并且流入中點的電流超出區間I時開始調節。本發明的有益效果是：(1)在不增加硬件的條件下實現了基于無諧波檢測三電平有源電力濾波器中點電位的閉環控制，既保留了無諧波檢測控制方式的優點，還增強了中點電位

7、控制的魯棒性。 (2)該方法算法簡單，易于實現，不影響原有的控制特性，適用于所有NPC型和T型拓撲的無諧波檢測三電平有源電力濾波器。附圖說明圖1為NPC型并聯三電平有源電力濾波器的拓撲結構圖。圖2為整個系統的控制流程圖。圖3為級聯信號延時消除(CDSC)模塊算法流程圖。圖4為利用中點電流對中點電位進行滯環控制的流程圖。圖5為有源電力濾波器端口電壓、。圖6為有源電力濾波器輸出相電壓、圖7為初步計算得到的有偏移的補償電流。圖8為利用CDSC模塊濾波得到的補償電流偏移誤差量。圖9為減去偏移量之后的精確補償電流。圖10為對稱應用正負小矢量時的中點電位。圖11為采用本方法控制的中點電位。具體實施方式為使

8、本發明的技術細節和效果更加明了，下面結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。步驟一、將NPC型三電平拓撲的有源電力濾波器的三相觸發脈沖信號送入邏輯判斷模塊，按如表1所示的端口電壓與脈沖信號的對應關系得到有源電力濾波器端口電壓、，如圖5所示。表1 有源電力濾波器端口電壓驅動信號1 1 0 00 1 1 00 0 1 1端口電壓vc10-vc2步驟二、將端口電壓、輸入算法為的加法器，加法器輸出信號為電源中點與直流側電容中點的電位差，端口電壓、分別減去得到有源電力濾波器輸出相電壓、，如圖6所示。步驟三、有源電力濾波器輸出相電壓、分別減去電源相電壓、 得到電感電壓、 。步驟四、將電感電壓、輸入算法為

9、 的積分器，得到有偏移的初步補償電流、，如圖7所示。步驟五、將、輸入級聯信號延時消除(CDSC)模塊，CDSC模塊濾除了無功及諧波電流信號，輸出初步補償電流的偏移量、，如圖8所示。將三相初步補償電流、分別減去偏移量、，得到三相精確補償電流、，如圖9所示。級聯信號延時消除(CDSC)模塊的算法流程如圖3所示。步驟六、通過電壓矢量所處的區域判斷小矢量，將小矢量所對應的中點電流輸入區間為的滯環模塊，將中點電位輸入區間為的滯環模塊，當二者都超出滯環區間時通過選擇不同的冗余小矢量對中點電位進行調節。不同的冗余小矢量只影響中點電流iNP，不影響有源電力濾波器輸出的相電壓，因而不會對濾波效果產生影響。不同小矢量對應的中點電流如表2所示，調節的具體流程如圖4所示。表2 小矢量對應的中點電流正