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有源电力滤波器是柔性交流输电系统中的一种重要装置,其主电路采用电力电子变换器结构,可快速响应负载电流的变化,实时补偿谐波电流和无功电流,有效抑制电流尖峰及其在其它设备上造成的过压过流现象,是解决供电系统中谐波畸变、提高电能质量的技术装备。目前,受限于电力电子器件的电压电流容量,高压大容量有源电力滤波器的研究与应用还较少,多电平有源电力滤波器的研究处于起步阶段。基于二极管箝位多电平主电路结构的变换器的容量和电压等级可以较传统的两电平结构成倍提高,极大地拓展了该拓扑结构在高压大容量电能变换领域的应用范围,成为当前电力电子技术及其应用的研究热点之一。在此背景下,本文就有源滤波系统中二极管箝位多电平变换器的结构、工作原理及其控制等方面进行了研究,主要研究工作如下：(1)分析了多电平主电路结构的有源电力滤波器的基本结构及其工作原理,对二极管箝位多电平变换器主电路进行了数学建模,通过坐标变换推导出该变换器主电路在三相和dq坐标系下的等效电路。在此基础之上利用有功/无功解耦控制实现变换器在有源电力滤波应用中的有功/无功功率的平衡控制与直流电压的稳压控制,通过计算机仿真验证了系统模型的正确性及控制策略的有效性。(2)给出了一种在电压矢量空间实现谐波电流间接控制的算法,该算法通过预测谐波电流的大小将控制量变换为变换器输出电压参考,并独立于有源电力滤波器的有功与无功电流解耦控制,其输出与解耦控制输出的电压参考之和可直接应用于多电平空间电压矢量调制算法。(3) 提出了直流电压均压的调制方法和辅助均压电路两种均压方法。其中均压多电平SVPWM快速算法在α’β’坐标系下可简化数字化定点计算的运算强度,同时解决了无功补偿和有源电力滤波等应用中电容电压的不平衡问题。另外,研究了基于辅助电感的电容均压电路,通过控制该电路开关器件的不同导通与关断组合,在多个直流电容与均压电感间形成多组均压电流的流通回路。在前一个开关周期为电压最高的电容提供放电回路,在后一个开关周期为电压最低的电容提供充电回路,通过多次对电压最高的电容放电和电压最低的电容充电操作后,可实现所有直流电容电压的均衡。研制了小容量实验样机,主电路采用二极管箝位五电平主电路和直流均压电路,并设计了全数字控制系统,实现了无功／有功解耦控制和谐波电流的实时补偿,最后,完成了直流电压均衡、无功补偿和谐波抑制等功能的实验验证。