[发明专利]基于新型拓扑的七电平全桥有源电力滤波器及拓扑方法

权利要求书

1.一种基于新型拓扑的七电平全桥有源电力滤波器，其组成包括：有源电力滤波器，其特征是：所述的有源电力滤波器由载波层叠核心控制单元、信号检测电路、电源电路、保护电路、驱动单元和功率单元组成，其系统主电路由连接电网的电感和新型七电平换流器组成，所述的信号检测电路和所述的功率单元与三相交流电网和三相非线性负载连接，所述的功率单元与所述的信号检测电路连接，所述的信号检测电路与所述的载波层叠核心控制单元连接，所述的载波层叠核心控制单元与所述的驱动单元连接，所述的驱动单元与所述的功率单元连接，所述的载波层叠核心控制单元以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所述的基于新型拓扑的七电平全桥有源电力滤波器，其特征是：所述的有源电力滤波器的主功率拓扑采用改进H桥的七电平主功率拓扑，即在H桥逆变器结构中增加两个开关管和一个电容来获得，电容的电压值分别为母线电压的1/6和1/3，新型拓扑每相最多可以输出七种电平，有效降低有源电力滤波器装置输出的谐波，并且可降低开关管和直流电容的耐压值，这将使逆变器的复杂性和总成本降低，此外该拓扑还可以根据简单算法确定电容电压进而拓展到多电平。

3.根据权利要求2所述的基于新型拓扑的七电平全桥有源电力滤波器，其特征是：在谐波电流的检测中，采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq电流检测法，在电流的跟踪控制中，采用准PR和重复控制对指令电流进行精确跟踪，直流电压采用分级控制方式，首先控制直流侧两电容整体电压，两电容实际电压与给定电压分别做差，叠加后经过PI调节，再转换为有功电流叠加到调制波中，然后在载波层叠调制过程中根据电容的充放电状态对电容电压进行分别进行控制。

4.根据权利要求3所述的基于新型拓扑的七电平全桥有源电力滤波器，其特征是：根据换流器输出电流方向以及输出电平判断出各个电容的充放电状态，将调制波±△之后再与特定载波比较，则可以延长或者缩短某个电容的充电或放电状态，从而到达控制电容电压的目的。

5.一种权利要求1—4之一所述的基于新型拓扑的七电平全桥有源电力滤波器的拓扑方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

改进H桥的七电平逆变器单相拓扑结构，是在H桥逆变器结构中增加两个开关管和一个电容来构成的，其中电容C1的电压是电容C2电压的两倍，即Uc1=2* Uc2，其中电容C1的电压和电容C2电压分别为直流母线的1/3和1/6，开关管承受的最大电压仅为直流母线电压的1/6，因此可有效减少开关管的数量并降低开关管和直流电容的耐压等级。