[发明专利]基于T型APF的混合级联多电平变流器拓扑及控制方法

权利要求书

1.基于T型APF的混合级联多电平变流器拓扑，其特征在于，包括用于抑制变流器产生的高次谐波和高频开关纹波的T型有源滤波器和三个分别运行在高压、中压和低压的单相H桥逆变器，三个单相H桥逆变器首尾相接用于产生高质量的多电平电压，T型有源滤波器与低压单相H桥逆变器相连接。

2.根据权利要求1所述的基于T型APF的混合级联多电平变流器拓扑，其特征在于，基于T型APF的混合级联多电平变流器拓扑包括并联的三组拓扑单元，用于三相电路，拓扑单元包括用于抑制变流器产生的高次谐波和高频开关纹波的T型有源滤波器和三个分别运行在高压、中压和低压的单相H桥逆变器，三个单相H桥逆变器首尾相接用于产生高质量的多电平电压，T型有源滤波器与低压单相H桥逆变器相连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于T型APF的混合级联多电平变流器拓扑，其特征在于，所述T型APF由两组串联的电抗器、一端与两组电抗器公共端相连接的滤波电容和电压源逆变器组成；电压源逆变器交流侧一端连接滤波电容的另一端，交流侧另一端与电源中线相连接；两组电抗器的非公共端分别连接电源相线和变流器的低压单相H桥逆变器。

4.根据权利要求3所述的基于T型APF的混合级联多电平变流器拓扑，其特征在于，所述三个H桥逆变器交流输出侧首尾相连，H桥由4个IGBT、反并联二极管和直流侧电容构成。

5.根据权利要求1至4之任一项权利要求所述的基于T型APF的混合级联多电平变流器拓扑，其特征在于，低压H桥、中压H桥、高压H桥逆变器的直流侧电压比为1：2：6，高压H桥使用IGCT或IEGT，中压H桥和低压H桥使用IGBT，中压H桥和高压H桥工作于调制波频率；低压H桥工作于载波频率用于完成电压的PWM调制，三个H桥的输出波形组合形成19个电平PWM波形。

6.基于T型APF的混合级联多电平变流器控制方法，其特征在于，自变流器交流侧输出电流中分离出基波电流分量i_A2,f1和高次谐波分量i_A2,m，估算出第一电抗器L1两端的电压u_L1，并求取第一电抗器L1和第二电抗器L2相连接的节点A₀的电压u_A0；将逆变器直流电容参考值与实际值比较，通过直流母线电压控制器对其误差进行跟踪控制，形成电压外环；电压外环的输出值i_AF,p与谐波分量i_A2,m求和获得T型有源滤波器的参考电流i_AF,ref，并将i_AF,ref与T型有源滤波器输出电流i_AF的误差进行电流跟踪控制形成电流内环，输出值为u_AF,e；同时，通过电压预测控制器预测滤波电容C_f两端的电压u_Cf,ref；进而将u_A0、u_AF,e、u_Cf,ref三部分求和得到T型有源滤波器输出电压参考值u_AF,ref，通过PWM调制形成T型有源滤波器逆变器的开关信号。