[发明专利]基于改进的中性点箝位型多电平有源电力滤波器

权利要求书

1.一种基于改进的中性点箝位型多电平有源电力滤波器，其组成包括：核心控制电路、信号调理电路和驱动电路，其特征是：所述的核心控制电路、所述的信号调理电路和所述的驱动电路组成电力滤波器，系统主电路由连接电网的电感和中性点箝位型多电平有源滤波器组成，所述的信号调理电路和功率单元与三相交流电网和三非线性负载连接，所述的功率单元与所述的信号调理电路连接，所述的核心控制单元与所述的驱动电路连接，所述的驱动电路以CONCEPT公司的2SD315模块为核心，所述的核心控制电路以TI公司的DSP芯片TMS320F28335和ALTREA公司的FPGA芯片EP4CE15E22C8N为核心。

2.根据权利要求1所述的基于改进的中性点箝位型多电平有源电力滤波器，其特征是：所述的有源电力滤波器主功率拓扑采用改进的5电平有源中性点箝位模块结合低压子模块组成，直流母线上下两电容电压均为Udc/2，所述的5电平有源中性点箝位模块中箝位电容电压为Udc/4，低压子模块中电容电压为Udc/8，新型拓扑每相最多可以输出11种电压，有源电力滤波器装置输出波形谐波小。

3.根据权利要求2所述的基于改进的中性点箝位型多电平有源电力滤波器，其特征是：所述的有源电力滤波器的核心控制器采用DSP+FPGA架构，其中DSP数字处理芯片选用TI公司的TMS320F28335芯片，FPGA选用ALTERA公司的EP4CE15E22C8N芯片，所述的DSP数字处理芯片主要负责经过处理的采样信号的运算、指令电流提取、电流跟踪控制算法、均压算法的实现以及得到最终的三相调制信号，并将调制波并行发送给FPGA，FPGA主要负责将收到的调制信号数据经过调制算法的运算，得到带死区的PWM信号。

4.根据权利要求3所述的基于改进的中性点箝位型多电平有源电力滤波器，其特征是：所述的有源电力滤波器采用双二阶广义积分器锁相环对电网电压进行相位的检测跟踪，当在电网不平衡与含有谐波的情况下，能够提取电压正序基波信号并跟踪它的相位、频率，当在普通锁相环中，加入所述的二阶广义积分器，提取电网基波信号及其正交信号，实现在电网不平衡和谐波干扰的复杂环境下依然能够准确锁相。

5.根据权利要求4所述的基于改进的中性点箝位型多电平有源电力滤波器，其特征是：所述的有源电力滤波器的直流电压控制方式，直流侧电压采用三级控制方法，首先要控制直流侧电压维持在给定值Uref，此时得到调制波相角为，然后再控制三相之间的电压平衡，得到各相相位角偏差、、，最后再进行相内电容电压平衡控制，通过对各正弦调制进行微调实现。

6.根据权利要求5所述的基于改进的中性点箝位型多电平有源电力滤波器，其特征是：所述的有源电力滤波器的中点电压平衡控制策略，采用硬件电路控制电压平衡，是一种由储能电感及两个功率开关管IGBT与上、下电容构成的Buck-Boost硬件均压电路。

7.一种权利要求1—6之一所述的基于改进的中性点箝位型多电平有源电力滤波器的补偿方法，其特征是:该方法包括如下步骤：

首先由信号检测单元完成各电压、电流的检测与转换，包括电网三相电压、负载侧三相电流、有源电力滤波器输出的三相反馈电流、直流侧的电容电压；然后，根据检测到的数据在控制单元进行运算和控制，得到开关管的控制信号PWM；最后，PWM控制信号经功放驱动有源电力滤波器中各功率开关管的通断，使换流器输出相应的补偿电流，以补偿系统谐波电流。