Matlab三电平并联有源滤波器分析(2)
但传统两电平有源滤波器受开关器件耐压等级、容量、技术等因素的限制，以及人们的生产、生活对用电质量要求的不断提高，其适用场合非常有限，因此，多电平的应用成为研究的热点，尤为三电平拓扑结构。
1.2 谐波的危害
若电网中含有大量的谐波，将严重影响系统的安全性和稳定性，其具体危害表现如下：
(1) 谐波电流增大了电网线路损耗，降低系统的效率，若谐波电流过大，严重影响系统中设备的使用寿命及安全性[1]。
(2) 谐波电流的频率一般都比较高，容易引起系统谐振，进而放大谐波电流，造成更大的威胁。
(3) 谐波电流影响电力系统中信号的采集，尤其是对继电保护装置，谐波信号可能造成其误动作或者拒绝动作[2]。
(4) 影响系统中其他电气设备的性能。
1.3 有源滤波器的原理和发展过程
有源电力滤波器（APF），它的补偿信号是电网谐波电流的反相，补偿后电网中只保留负载的基波电流，从而有效控制电网中谐波含量[3]。由于该装置提供电源，所以称之为有源。
20世纪70年代，人们不断探索高效补偿谐波的方法时，有源滤波器的雏形开始出现。1971 年，有源滤波器的基本原理首次被日本 学者H. Sasaki.和 T. Machia进行了完整的描述。1976 年，美国西屋公司（Westinghouse）的 L. Gyugyi 和 E.C. Strycula 提出了当今有源滤波器主电路的基本拓扑结构——利用PWM 变流器构成的有源电力滤波器。但受当时技术水平的制约，例如谐波检测误差较大，补偿效果差等，有源滤波器仅处于实验室的试验阶段，并没有在工业中得到应用。
但进入80年代以后，随着电力电子器件和控制策略的不断发展、进步，使有源滤波器应用到实际中成为可能。1983年，日本 H.Akagi 等人提出了有源电力滤波器的主要理论基础之一：三相电路瞬时无功功率理论。1986 年，H. Akagi 又提出用并联型有源滤波器拓扑结构。此后，多种拓扑结构的有源滤波器相继出现，例如串并混合型有源滤波器。
伴随传统两电平有源滤波器发展的同时，其在中高压大容量系统中存在的问题也凸显出来，例如开关器件无法满足系统大电压的要求，损耗增加，效率降低等。由此，利用多电平结构，尤为三电平，提高系统容量的方法成为各国学者研究的热点。首先，德国学者Holtz于1979年提出每相桥臂带一对开关管来辅助中点钳位的三电平主电路，但其性能不佳。1980年日本南波江章（A.Nabae）等人提出每相桥臂带一对二极管来辅助中点钳位的三电平主电路，这样，开关器件仅承受一半的直流侧母线电压，且易于控制[4]。从此多电平技术成为人们研究的热点。
1.4 有源滤波器控制方法
主电路性能的优劣在一定程度上取决于控制方法，良好的控制方法能最大程度的发挥主电路的特性，例如就补偿效果而言，飞跨电容型有源滤波器比二极管钳位型（下文中有详细说明两种拓扑结构）的效果要好，但是，飞跨电容型要平衡电容电压，控制方法较复杂，不容易实现，因而二极管钳位型的反而应用的更为广泛。本文中将介绍3种传统的控制方式：滞环电流控制、空间矢量控制和单周控制。
1.4.1 滞环电流控制
其基本原理是，将指令电流与实时补偿电流做差，两者之间的差值 作为滞环比较器（环宽为H）的输入端，从而产生PWM信号控制主电路中器件的开通、关断[5]。它动态响应、输出电压等性能良好。但良好的性能是建立在与其对应的环宽基础上，环宽对其影响较大，因此若环宽较小，系统工作在开关频率较高的环境中，开关损耗大大增加[6]。
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