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目前,有源电力滤波器和光伏并网变流器都存在容量小、功能单一等问题,考虑到它们的主电路拓扑相似,并网原理类同,本文的研究目标是将有源滤波和光伏并网发电两个功能集成于同一中压并网装置,这样既提高了并网等级,扩展了装置容量,又增加了设备利用率,减少了硬件成本。 首先,研究了基于级联型有源电力滤波器的控制方法,谐波检测部分选取p qii谐波检测法,电流补偿跟踪控制选取三角波比较法,SPWM调制法选取载波移相调制法。针对级联型变流器各个直流侧电容电压不平衡这一问题,分析了电压不平衡机理,深入研究了一种均压和稳压控制策略,通过改变有功电流指令来调整变流器与电网间的有功功率交换,进而对直流侧电容进行充放电控制。 其次,选取两级式变换器作为光伏并网系统的主电路,在H桥级联型变流器的每个直流侧加上 BOOST变换器。研究了级联型光伏并网变流器的控制方法,包括 MPPT方法、电流跟踪方法和三相功率均衡策略等。针对级联型光伏并网变流器可能存在的三相输出功率不平衡的问题,分析了不平衡机理和可能造成的后果,通过注入零序电压分量来平衡三相电网电流,其中零序分量通过最大最小值法计算而来。 然后,对比了APF和光伏并网逆变器在拓扑结构、控制目标和控制方法上的异同点,以此为基础设计了综合二者功能的集成装置。并联型 APF跟踪的是负载电流,光伏并网系统跟踪的是电源电流,将他们的基波有功分量提取出来,加和在一起生成并网指令电流。由于级联型变流器的直流侧相互独立,且并网电压相对较高,所以它的交流侧电感和直流侧电容都有一定的特殊性。并网电感的选择同时考虑了APF和光伏发电的工作特点,提出了基于谐波分析的级联型变流器的电感选择新方法。直流侧电容则只考虑了APF的工作需要,利用无功和谐波电流引起脉动的允许值来选择。锁相环节选取软件实现的三相锁相环方法。 最后,对以上控制方法进行仿真,结果表明,级联型有源电力滤波器能够有效补偿谐波及无功电流,级联型光伏并网变流器能够有效进行并网发电,集成二者功能的统一系统能够同时有效实现两个功能并且顺利切换状态。