三电平有源滤波器控制系统研究 硕士论文
三相三线并联型有源电力滤波器的研究
三相三线并联型有源电力滤波器的研究三相三线并联型有源电力滤波器的研究摘要：本文针对电力系统中普遍存在的电力质量问题，特别是电网谐波污染、电气压缩机和大功率变流器等设备引起的无功功率问题，提出了一种基于三相三线并联型有源电力滤波器的解决方案。
通过对系统中电源电压进行监测，有源电力滤波器可以主动耦合反馈控制引入的电流来实现无功功率的补偿和谐波的抑制，从而有效地改善电力系统的质量。
1. 引言电力质量问题指的是电能的某些特性不符合各种电气设备的要求，导致电气设备的失效或工作不稳定。
电力质量问题主要包括电网谐波污染、电气压缩机和大功率变流器等设备引起的无功功率问题。
这些问题不仅会对电力系统的正常运行造成不良影响，还会损害电力设备的寿命。
因此，解决电力质量问题是电力系统研究的重要议题之一。
2. 有源电力滤波器的原理有源电力滤波器是一种利用逆变器和控制算法来消除电力系统谐波和补偿无功功率的设备。
它通过电源电压的监测，实时计算电网的谐波电流和无功功率补偿值，并通过控制逆变器中的开关管实现有源滤波和补偿。
由于有源电力滤波器可以主动控制电流的引入，因此可以实现谐波的有效抑制和无功功率的补偿。
3. 三相三线并联型有源电力滤波器结构三相三线并联型有源电力滤波器由逆变器、滤波器和控制系统组成。
其中，逆变器是实现电流控制的核心部件，滤波器则用于抑制谐波，控制系统则实现对电流和功率的实时监测和控制。
逆变器采用了先进的PWM调制技术，能够根据控制算法实时计算需要引入的电流，通过调整开关管的导通和截止时间，控制电流的幅值和相位。
滤波器由谐波滤波电路和无功功率补偿电路组成，可以同时对电网中的谐波电流进行抑制和无功功率进行补偿。
控制系统采用了先进的DSP控制器，能够实时监测电源电压、电流和功率，并通过PID控制算法对逆变器进行控制。
4. 仿真结果与分析通过Matlab/Simulink软件对三相三线并联型有源电力滤波器进行了仿真。
结果表明，在电力系统谐波污染问题严重的情况下，有源电力滤波器能够有效地抑制谐波，并实现无功功率的补偿。
基于无谐波检测的三电平APF功率控制研究
基于无谐波检测的三电平APF功率控制研究随着电力质量问题的日益凸显，无谐波检测技术在电力系统中的应用越来越受到关注。
在这个背景下，基于无谐波检测的三电平主动电力滤波器(APF)功率控制研究成为了一个热门领域。
三电平主动电力滤波器是一种通过电力电子器件实现的滤波器，它能够有效地抑制电力系统中的谐波和无功功率。
然而，由于电力系统中存在着各种各样的谐波问题，传统的功率控制方法往往无法满足实际需求。
因此，基于无谐波检测的功率控制方法应运而生。
基于无谐波检测的三电平APF功率控制研究主要包括三个方面：谐波检测、控制策略和实验验证。
首先，谐波检测是基于无谐波检测的三电平APF功率控制的基础。
在电力系统中，谐波的检测是非常重要的，因为只有准确地检测到谐波，才能采取相应的控制措施。
目前，常用的谐波检测方法有快速傅里叶变换(FFT)、小波变换(WT)和模型算法等。
其次，控制策略是基于无谐波检测的三电平APF功率控制的核心。
控制策略的设计涉及到滤波器的运行模式、电流控制方式和谐波补偿的策略等。
根据不同的需求，可以采用时域控制、频域控制和复数控制等不同的控制策略。
最后，实验验证是基于无谐波检测的三电平APF功率控制研究的重要环节。
通过实验验证，可以评估所提出的控制策略的有效性和性能，并验证其在实际应用中的可行性。
实验验证可以采用实际电力系统的模拟实验或者实际电力系统的实际运行实验。
综上所述，基于无谐波检测的三电平APF功率控制研究是一个具有重要意义的研究方向。
通过合理设计谐波检测方法和控制策略，并进行实验验证，可以提高电力系统的质量和稳定性，为实现高效、可靠、安全的电力供应做出贡献。
三电平有源滤波器直流侧电压控制方法
要 , 省略繁琐的公式推导 , 得到 dq 两相旋转坐标系 下三电平有源滤波器数学模型为[ 10] :
ZX = AX +Be ,
式中 :Z =diag[ Ls Ls Cd Cd ] ,
X =[ icd i cq U dc1 U dc2 ] T ,
- R s ωL s - Sd1 Sd2
A = - ωLs S d1
DO I 牶牨牥牣牨牫牫牫牰牤j牣牨牥牥牫牠牰牭牪牥牣hve牣牪牥牥牰牣牥牰牣牥牪牳
第200362年卷 第 66
期 月
高 电 压 技 术 High V olt age Engineering
V ol . 32 N o. 6
Jun. 2006
79
三电平有源滤波器直流侧电压控制方法*
何英杰 , 邹云屏 , 林 磊 , 金红元 , 刘 飞 (华中科技大学电气与电子工程学院 , 武汉 430074)
压大容量谐波治理的电路拓扑结构和控制方法 。多 电平变换器在高电压 、大功率方面得到越来越广泛 的应用 , 特别在减小电网谐波和补偿电网无功方面 有着非常良好的应用前景[ 1-7] 。 在所有的多电平拓 扑中 , 三相二极管钳位型三电平变换器是当前应用 和研究最多的拓扑结构[ 8] 。
1 三电平有源滤波器数学模型及控制系统
摘 要 :建立 了三电平有源滤波器数学模型并提出了其直流侧电压的闭环 控制策略 。 在电压外环 中采用 PI 控 制
维持直流侧电压恒定 。 在电流内环中 , 从空间矢量 PW M 调制方法的角度出 发 , 对 中点平衡问 题进行了 仔细研究 ,
总结了各种空间矢量对中点电压平衡的影响 。 然后针对三电 平 A PF , 提 出了一种 简单的中 点电压 平衡控 制策略 。
一种基于简化算法的三电平有源滤波器
治 理和 无功补 偿 ，但只 能抑 制 固定 的几次 谐波 ，并 对 某 次 谐 波 在 一 定 条 件 下 会 产 生 谐 振 而 使 谐 波 放 大 ，只 能补偿 固定的无 功功 率 ，对变 化 的无功 负载
图 １ 二极 管 中点箝位 式三 电平并联 型 ＡＰ Ｆ拓 扑结 构
对 于矿 山、冶炼等 高压 大功 率场 合 ， 由于 电力
箝位 式 （ ｅ ｔ ｌ ｏｎ Ｃ ａ ｅ ， Ｐ Ｎ ｕｒ ｉｔ ｌｍｐｄ Ｎ Ｃ）逆变 器 。它 ａＰ ”
的 出现 为高 压大容量 电压 型 Ｐ ＷＭ 逆变 器 的研 制 开 辟 了一条新 思路 。图 １为二 极管 中点箝 位式 三 电平 有源 滤波器 的主 电路 拓 扑。
ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｔ ｍｉ ｅ ｇｈ ｏ ｔｇｅ ｎ ｐｏ ｒ ｃ ａ ｉ ｎ．Ｔｈｉ ｐ ｐｅ ｅ ｅ ｔ ａ ｉ ｏ ｅ ｓ ｔｏ ｔ ｗａｄ ｏ ｎ ｈｉ ｖ ｌａ ａ ｄ ｗｅ ｏ ｃ ｓｏ ｓ ａ ｒ ｐｒ ｓ ｎ ｓ ｓｍｐｌｆｅ ｉ ｄ ｉ ｔ ｒ ｅ ｌｖｅ ａ ｇ ｒｔ ｍ ａ ｄ ｘ ｅ ｉ ｎ ｓ ｈ ｅ －ｅ ｌ ｌ ｏ ｉｈ ｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｗａ ｐ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｃ ｎｆｒ ｔ ｅ ｆ ｃｉ ｎ ｓ ｏ ｈ ｏ ｓ ｄ ｓ ｅ ｆ ｒ ｄ ｏ ｏ ｉ ｍ ｈｅ ｆｅ ｔｖｅ ｅ ｓ ｆ ｔ ｅ ｐｒ ｐｏ ｅ
ａ ｇ ｒｔ ｌｏ ｉ ｈｍ ａ ｅ ｎ Ｄ Ｓ ｂ ｓ ｄ ｏ ＰＦ２ ２． ８１
Ｋｅ ｒ ｓ Ａｃ ｉ ｅ Ｐ ｗｅ ｉ ｅ ； ｈ ｒ ｎ ｃｓ ｐ ｒ ｓ ｉ ｎ ｒ ａ ｔ ｅｐ ｗｅ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ － ｔ ｏ ｒ ｌ ｒ ａ ｍｏ ｉ ｕ ｐ ｅ ｓｏ ； ｅ ｃ ｉ ｏ ｒ ｍｐ ｎ ａｉ ｖ Ｆ ｔ ｖ ｃ ｏ
一种基于改进型电流检测的三电平有源滤波器的控制研究
ｆ ａ ｅ ｔａｎ ｆ ｒ ａｔｏ ｒ ｍ ｒ ｓ ｏ ｍ ｉ ｎ
０ 引 言
随着 电力 电子 设 备 的 大量 使 用 ， 网谐 波 污 电 染 的问 题 越 来 越 严 重 ， 源 电 力 滤 波 器 （ ｃ ｖ 有 Ａ ｔｅ ｉ Ｐ ｗ ｒ ｉｅ，Ａ Ｆ 作 为一 种可 以动 态抑制谐 波 和 ｏ ｅ ｌ ｒ Ｐ ） Ｆｔ
基于三电平逆变器的三相四线制有源电力滤波器
基于三电平逆变器的三相四线制有源电力滤波器摘要：本文中介绍了一种基于三电平中点箝位逆变器的三相四线制有源电力滤波器。
这种有源电力滤波器和控制器以及消除谐波在所有三个阶段中性线电流。
有的中性点钳位逆变器的三相三线制用于三相四线制系统的，因为分裂的直流电容器提供一个中立的连接。
分裂直流电容电压调节和平衡，提出新的控制使用标志立方滞后控制器。
控制方法识别的谐波基于滞环控制开关表选择开关状态电流快速傅立叶变换。
仿真和实验结果验证了三相四线制有源电力滤波器的可行性。
1导言近年来，线电流谐波问题是电力系统要解决的最重要的问题之一。
谐波电流在正弦线电压的情况下，不利于有功功率[1]。
这同样适用于无功电流。
不受欢迎的电流元件电力系统造成压力，产生不安的基波和谐波的网络阻抗的电压下降。
有源电力滤波器（APF）是一种通过注入与谐波电流相反的补偿电流来消除不需要的电流分量。
配电系统本质上是不平衡的，因为负载通常是非常动态的，随时间变化。
因此，保持完美的平衡波形一定的限度内的配电电压是相当困难的。
此外，如果是不平等的加载阶段，它们产生的不需要的负序和零序电流。
在非线性的电压和电流，谐波电流，有功功率的贡献。
负序会导致过度加热机，变压器饱和，和纹波在整流器[2][3]。
零序电流造成不仅在中性线的权力过大损失，但也降低保护电路[3]。
Z字形变压器的中性电流（零序电流）减少，常常被聘用，并利用它可以通过改善零阻塞变压器[4]。
但是，这个方案有几个缺点。
一个更好的解决方案，以减少中性线电流是利用在四线制APF的。
在本文中，三个层次的中点钳位（人大）电压源逆变器（VSI）“[5]的APF使用。
其优点是众所周知的一代的交流电压和电流极低的谐波失真，共模（CM）的部分，以及较低的开关频率和功率损耗。
APF的基于三电平逆变器的成本，可以减少使用具有较低的电感值的被动元件，根据开关频率平等[6]的条件。
NPC逆变器，广泛应用于三相三线制的申请，有分裂的直流电容器的结构。
基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制
基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制王瑞海【摘要】永城煤矿部分矿井提升机系统采用直流电动机调速设备,产生谐波,污染电网.针对这一问题,本研究研制了一套基于LCL滤波的三电平有源滤波器以降低系统谐波.该装置采用二极管箝位型三电平拓扑结构,通过电容电流反馈的有源阻尼方法进行谐振抑制,并且将智能化粒子群算法应用于LCL滤波器参数设计.本研究所采用理论及方法,经仿真验证证明其正确可行,可以有效降低系统谐波.通过样机实验结果证明,所研制的有源滤波器可以有效补偿直流提升系统产生的谐波,将电网谐波含量控制在5％以内,满足国家标准.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】5页(P111-115)【关键词】有源滤波器;LCL滤波器;粒子群算法;直流提升机【作者】王瑞海【作者单位】永城煤电控股集团有限公司河南永城476600【正文语种】中文【中图分类】TM721随着科技进步，煤矿生产电气化与自动化程度越来越高，提高了生产效率，也产生了一些新的问题。
永城煤矿部分矿机提升机采用直流电动机调速系统，以晶闸管整流装置为其提供电源，产生大量谐波，污染电网，使其谐波含量在13%左右，远远超出国家标准规定的5%。
然而，由于矿井提升机一方面其系统容量较大，另一方面需要频繁起动与停车，工况复杂，以致需要补偿的电流谐波变化范围较广，补偿系统响应速度要求较高。
由于其特殊的工况要求，目前市场上针对矿井提升机直流调速系统谐波补偿的有源滤波设备极为少见。
本研究针对这一问题，经过长期研究，设计研制了1套基于LCL滤波的三电平有源滤波器。
1995年，M.Lindgren和J.Svensson首先提出采用三阶的LCL滤波器代替传统的单电感滤波器，并将其成功的应用在整流器中，LCL滤波器可以兼顾低频段的增益和高频段的衰减[1-6]。
LCL滤波器包含3个参数，参数选择比较复杂，且会导致谐振，必须采取一定措施抑制。
本系统采用二极管箝位型三电平拓扑结构，通过智能化粒子群算法进行参数优化设计，基于电容电流反馈的有源阻尼方法抑制谐振。
三电平有源电力滤波器的无差拍控制研究
变 两 种运 行 情 况 下谐 波 电流 的 预 测 算 法 。基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ ｉ ｒ ｎ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 系统仿 真分 析 结 果， 表 明， 所 提 出 的无 差拍 控 制 方
第 ５期
２ ０１ ３年 ９月
电
源
学
报
ＮＯ ． ５ Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０１ ３
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏｆ Ｐ ｏｗｅ ｒ Ｓｕ ｐ ｐ ｌ ｙ
三 电平有 源 电力滤 波器 的无 差拍 控制研究
朱 日升 ， 康 劲松 ， 卢 文 建
（ 同济大 学 电子 与信 息 工程 学院 电气 工程 系， 上海 ２ ０ １ ８ ０ ４ ）
摘要 ： 对 三 电 平 主 电路 拓 扑 结构 的并 联 型 有 源 电 力 滤 波 器 进 行 研 究 ． 首 先 介 绍 了 其谐 波 电流 检 测 方 法 、 三 电 平 主 电路 数 学模 型 以 及 无 差 拍控 制 策略 。针 对 三 相 三 线 制 有 源 电力 滤 波 器 ， 根据所建立的主电路基于 ａ ｂ ｅ 三相和 ｄ － ｑ
确定 指令 电流 ， 改 善系 统 的控制 性 能 。
各 种 电力 电子 装 置不 断 增加 ，这些 负载 非线 性 、 冲
击 性 和不 平衡 性 的用 电特 性 ， 使 电 网受 到 了越 来 越 严 重 的谐 波 污 染 。有 源 电力 滤 波 器 （ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ
消除 谐波 电流 的 目的【 ｌ 】 。因此 ， Ａ Ｐ Ｆ采样 电流 的准确
基于DSP的并联型三电平有源电力滤波器的研究的开题报告
基于DSP的并联型三电平有源电力滤波器的研究的开题报告题目：基于DSP的并联型三电平有源电力滤波器的研究一、选题背景及意义随着电力电子技术的不断发展，各种非线性负载和电力设备的普及，电力系统中出现的电力质量问题日益突出，尤其是谐波污染问题成为制约电力系统安全、稳定和经济运行的重要因素之一。
针对这一问题，近年来，有源电力滤波器（APF）逐渐展现出其优越性，成为解决电力质量问题的一种有效手段。
目前，APF主流的控制方式为基于计算机数值控制器(DSP)的控制方式，广泛应用于电力系统中。
然而，由于谐波污染程度的不同，APF需要具有不同的滤波容量，转换器的功率也随之增加，成本也会随之升高。
因此，提高APF的滤波能力，降低APF成本，成为当前研究的重点之一。
为此，本课题拟对基于并联型三电平有源电力滤波器进行研究，提高其运行效率与安全性，探索其在电力系统中的应用，以期提高电力系统的供电质量，保证系统的稳定性和安全性。
二、研究内容与目标1. 研究并实现基于并联型三电平有源电力滤波器的电路拓扑结构和控制策略，提高其运行效率与安全性。
2. 探究滤波器的拓扑结构对谐波滤波能力的影响，通过仿真实验探索最优拓扑结构。
3. 基于仿真实验，优化滤波器的控制策略，提高其稳定性和可靠性。
4. 测试并评估滤波器的性能，验证其在电力系统中的应用效果。
三、研究方法与流程1. 查阅文献、分析电力系统中的问题与现有解决方案，确定研究方向。
2. 设计并搭建实验系统，开展仿真实验，研究不同拓扑结构的滤波器的性能与优劣。
3. 优化滤波器控制策略，提高其稳定性和可靠性。
4. 进行实验测试，验证滤波器的性能。
5. 分析实验数据和结果，总结结论，提出进一步改进的方向。
四、预期成果和意义1. 完成基于DSP的并联型三电平有源电力滤波器的设计与实现，探索最优拓扑结构和控制策略。
2. 实验测试并评估滤波器的性能，验证其在电力系统中的应用效果，为电力系统的运行质量提供技术支持。
一种三电平有源电力滤波器的研制
特性较差 ， 所 以学 术 界 提 出有 源 电力 滤 波 （ Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ
尽管现 阶段学术界提出许多谐波抑制技术 ，
但 在 三 电平 Ａ Ｐ Ｆ 设 计 中存 在 许 多难 点 ， 谐 波 电流 的检 测 与补 偿算 法设 计 过程 过 于复 杂 ， 难 以应 用 ，
改 善 电能 质 量 ， 减 小 非 线 性 负 载 带 来 的谐 波 电流 对保 证 工业 生产 具有 重大 意义 。 当前 ， 由于传 统 的无 源滤 波 器具 备 维护 便 利 、 成本低廉等优点 ， 在 电 网 中得 到 了普 遍 的应 用 ［ ４ １ ，
但是无源滤波器 的谐波滤除率一般只有 ８ ０ ％， 并
张一呜 ， 倪福银 ， 沃松 林
ｆ 江 苏 理 工 学 院 电气 信 息 工程 学 院 ， 江苏 常州 ２ １ ３ ０ ０ １ ）
摘
要： 随着经济社会 的快速发展 ， 非线性负载被广泛应用于各类 电气设备之 中， 带来 了大量 的谐 波干扰 ， 为此 ，
研究有源 电力滤波器对谐波抑制具有重要意 义。设计 一种三电平有源电力滤波器 ， 建立 了中点钳位 型三 电平逆 变器拓扑结构 ， 采用基 于瞬时无功功率 的ｄ ｑ ０ 算法对有源电力滤波器进行 谐波检测 ， 在传统的空间矢量 脉宽调制
江 苏 理 工 学 院 学 报
第２ ３ 卷
度， 使得 Ａ Ｐ Ｆ 具 有 更广 阔的适 用 范 围 ， 实 现对 电能 质量 问题 的综 合治 理 。
具有 三相 ， 因此 ， 三 电平 逆 变 器 共 有 ２ ７ 种 由电容 相 连 ， 中点 与每 个
宽调调制（ Ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ Ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ Ｗｉ ｄ ｔ ｈ Ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｓ Ｖ Ｐ ＷＭ） 算法 实 现进行 改 进 ， 从 而让 三 电平有 源 电 力 滤 波 器 具 有 更 好 的 滤 波 功 效 和更 快 的补 偿 速
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分类号学号2003611310075 学校代码10487 密级硕士学位论文三电平有源滤波器控制系统研究学位申请人：黄柱学科专业：电力电子与电力传动指导教师：邹云屏教授答辩日期：2006年4月28日A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the RequirementsFor the Degree of Master of ScienceResearch on Control System for Three-level ActivePower FilterCandidate: Zhu HuangMajor : Power Electronics and Electric DriveSupervisor:Prof. Zou YunpingHuazhong University of Science & TechnologyWuhan 430074, P.R.ChinaApril, 2006独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律效果由本人承担。
学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等幅值手段保存和汇编本学位论文。
（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要由于功率器件耐压水平的限制，传统两电平拓扑结构有源滤波器难以实现对高压非线性负载的谐波补偿。
多电平技术由于具有降低开关管耐压值，减小开关管电压应力，改善输出波形质量，提高系统的电压和功率等级等优点，近年来越来越广泛的应用于高压大功率领域。
目前，在高压大功率领域中，二极管钳位型三电平变换器是研究最多，应用最广的一种多电平拓扑结构。
本文对这种有源滤波器进行理论分析，建立了三电平有源电力滤波器在三相静止ABC坐标系下的数学模型，并通过坐标变换，得到同步旋转dq坐标系下的数学模型。
为了对有源滤波器输出电流波形进行控制，本文在无差拍控制基础上,采用重复预测型观测器，对指令电流进行预测，可以在相同的采样频率下提供更为精确的谐波电流预测值，因而可以改善整个系统的控制效果。
三相指令电压可以合成一个旋转的空间电压矢量。
本文介绍了如何通过空间矢量PWM调制方法获得空间电压矢量，从而获得三相指令电压的问题。
并介绍了一种减小开关损耗的方法。
在空间矢量PWM调制方法的基础上，本文分析了各开关状态对中点电位的影响，在理论分析的基础上，采用一种只需检测各相电流和中点电压波动的方向即可实现中点平衡控制的方法。
本文采用一种当谐波电流超出滤波器自身容量时,能根据自身容量大小合理补偿谐波电流的容量限制输出算法。
这样有源电力滤波器即使在过载情况下也工作得很好,使有源滤波器的容量扩充变得十分方便。
本文设计了一套用TMS320F2407DSP控制的三电平有源滤波器实验样机。
样机的实验结果表明，该有源滤波器很适合应用于高电压、大容量谐波补偿。
关键词：三电平有源滤波器无差拍控制重复预测观测器空间矢量PWM 中点控制方法容量限制ABSTRACTDue to the limitation of the voltage capability of the power devices, it is very difficult to handle the nonlinear loads for the traditional active power filter(APF) with two-level inverter in high voltage grid. In recent years, multilevel technology has become an effective and practical solution for high-voltage high-power application field. As described in many literatures, using multilevel technology, the voltage stress on switches will be reduced, the shape of output waveform will be improved and the rate of voltage and power can be increased too. Diode-clamped three-level inverter is the most widely used and investigated topology at present.The paper describe the theoretic bases of the proposed APF. The mathematic model in ABC three-phase stator coordinate of the three-level APF is set up. Using coordinate transformation, the mathematic model in dq two-phase rotating coordinate is established. To control the waveform shape of output current, this paper presented a repetitive prediction based deadbeat control scheme. In this scheme, the predictive harmonic current value is obtained by the repetitive predictor. The repetitive predictor can achieve better prediction of the harmonic current with same sampling frequency, thus improves the overall performance of the system.Three-phase command voltages can synthesize a rotate space voltage vector. In this paper, the method of how to attain space voltage vector by SVPWM modulation strategy in three-level APF is discussed. And a modulation strategy that can reduce switching loss is introduced, too. This paper researches the issues of neutral-point voltage control from the space vector PWM（SVPWM）point of view in detail. The influences of every switching state on neutral-point are analyzed. Then a neutral-point control method, which is based on the detection of the three-phase output current and the neutral-point ripple’s directions, is adopted in this paper.This paper adopts an optimal approach of calculating the command current under capacity-limitation. In this APF, if the detected harmonic current exceeds the limit currentof the APF, the compensating current can be limited with the optimal approach under capacity-limitation. The APF has expansion flexibility when larger APFs arc required for a larger system.A three-level APF prototype is constructed, which uses TMS320F2407 DSP as the heart of control system. Experimental results illustrate that the performance of the proposed APF is suitable for harmonic loads with high voltage and large capacity.Keywords:Three-level NPC APF Deadbeat control Repetitive predictor Space vector PWM Neutral-point control method Capacity-limitation目录摘要 (I)ABSTRACT ......................................................................................................... I I 1.绪论 . (1)1.1 选题的根据和意义 (1)1.1.1 电力系统的谐波问题 (1)1.2 谐波治理技术 (3)1.3有源电力滤波器的发展和现状 (5)1.4 本文的研究目的和主要内容 (6)2.谐波和无功电流检测方法 .......................................................................... . (9)2.1三相电路谐波和无功电流检测方法的现状 (9)2.2 瞬时无功功率理论概述 (10)2.3 三相电路谐波和无功电流的实时检测原理 (11)2.4 本章小结 (18)3.并联型三电平有源滤波器工作原理和数学模型 (19)3.1 有源电力滤波器的基本原理 (19)3.2 有源电力滤波器分类及拓扑结构 (19)3.3 并联型有源电力滤波器的基本工作原理 (23)3.4 并联型三电平有源滤波器数学模型 (27)3.5三电平电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略 (30)3.6本章小结 (36)4.三电平有源滤波器控制系统研究 (37)4.1电压源型逆变器输出电流波形控制研究现状 (37)4.2 三电平有源滤波器控制算法描述 (38)4.3 模型仿真分析 (53)4.4本章小结 (57)5.实验及结果分析 (58)5.1主电路设计与参数选择 (58)5.2控制电路设计 (62)5.3实验结果分析 (65)6. 全文总结 (69)6.1 本文工作总结 (69)6.2 今后工作展望 (70)致谢 (71)参考文献 (72)附录 (76)1.绪论1.1 选题的根据和意义随着电力电子技术的发展[1]，在现代工业企业和运输部门中，晶闸管整流和换流技术得到广泛应用。