CPS-SPWM技术在级联有源电力滤波器的应用与优势

"CPS-SPWM技术在级联型有源电力滤波器中的应用" 在电力系统自动化领域，级联型有源电力滤波器（APF）是解决谐波和无功电流问题的重要设备。本文重点探讨了将载波相移正弦脉宽调制（CPS-SPWM）技术应用于级联H桥型多电平变流器的设计，以提升APF的性能。级联H桥型变流器是一种多电平变流结构，其优势在于能够直接产生高压输出，无需额外的变压器，特别适用于大功率应用。 CPS-SPWM技术结合了载波相移和正弦脉宽调制的优点，能显著改善输出波形，减少谐波含量，降低滤波器的需求，从而降低成本。由于其等效开关频率高、传输带宽宽，它允许实施更复杂的控制策略以优化系统性能。此外，CPS-SPWM技术在实现过程中并不增加功率主电路的复杂性，这是在大功率系统控制上的一个重要进展。 文章详细阐述了CPS-SPWM技术在级联H桥型变流器中的具体实现方法。这种技术被应用到并联型APF中，用于控制直流侧总电压，确保闭环电压控制的有效性。通过仿真和实际试验，证明了采用CPS-SPWM的并联型APF系统在低开关频率下能够精确且高效地补偿谐波和无功电流，表现出良好的性能。 在级联H桥型变流器中，每个H桥臂由多个开关器件组成，通过调整这些开关器件的导通和关断时间来改变输出电压的大小和形状。CPS-SPWM技术通过调整载波信号的相位，使得各桥臂的开关动作错开，从而减少谐波成分。这种相位错开的策略降低了开关损耗，提高了效率，同时也增强了系统的动态响应。 级联型APF采用多个独立的H桥单元级联，每个单元对应一个特定的电压等级，可以实现更平滑的电压输出。在APF中，CPS-SPWM技术的运用确保了对负载谐波电流的快速响应和精确补偿，提高了系统的整体性能。 实验结果表明，所设计的CPS-SPWM控制的并联型APF系统具有良好的补偿效果，即使在低开关频率下，也能有效地消除谐波和提供无功功率补偿，这对于提高电力系统的稳定性和电能质量至关重要。这进一步证实了CPS-SPWM技术在级联型有源电力滤波器中的应用价值和潜力，对于未来大功率变流器领域的发展具有积极的推动作用。