【摘 要】
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随着电力电子装置等非线性负载的广泛使用，其产生的谐波电流对电力系统的污染日趋严重并已经成为电力系统中的主要谐波源。电力电子装置的谐波污染问题己经成为阻碍电力电子技
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随着电力电子装置等非线性负载的广泛使用，其产生的谐波电流对电力系统的污染日趋严重并已经成为电力系统中的主要谐波源。电力电子装置的谐波污染问题己经成为阻碍电力电子技术发展和应用的重大障碍，它迫使人们对谐波问题进行更为有效的研究，以治理谐波污染，提高电网系统的供电质量。目前国内外在高压配电网谐波抑制上主要采用无源电力滤波器。有源滤波器经历二十多年的发展，虽然在低压配电网中的应用日臻完善，但在高压配电网中的应用还不成熟。高压有源电力滤波器有效结合了无源滤波器成本低、可靠性高和有源滤波器补偿灵活的优点，在中高压大容量谐波治理中有着广阔的应用前景。本文在分析几种现有的有源电力滤波器电路拓扑的基础上，阐述了本文高压有源电力滤波器拓扑结构的优势：电压源部分混合级联多电平变换器输出电压的基波分量与高压配电网的电压完全相等，使得电流源部分PWM变换器可以运行在低电压环境，从而其直流侧母线电压也可以很低，变换器容量很小，功率变换中的有功损耗很小，因此可以很好地运用于高电压情况。提出了该拓扑的电压源电压控制方法和电网电流补偿与跟踪的算法，通过现场可编程门阵列对电压源部分进行控制输出并网电压波形，通过数字信号处理器对电压源部分的直流侧电压进行控制以有效控制其逆变电压波形，并对电网电流的谐波分量进行补偿和跟踪。在Matlab/Simulink环境下对系统进行了仿真，通过对有源电力滤波器并网前后的电网电流波形分析和利用增减谐波负载对有源电力滤波器的补偿性能进行测试的方法验证了系统设计的可行性和有效性。设计了硬件实现电路并搭建实验样机对该拓扑进行了阶段性的实验验证，分步调试的结果反映了本文中的该种高压有源电力滤波器拓扑的可实现性。
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