贾鹏宇 刘建强 黄 尧 郑琼林

（北京交通大学电气工程学院 北京 100044）

1 引言

随着电力电子装置和各种不对称及非线性负载的大量使用，负载产生的负序和谐波电流注入到电网中，影响了电网的供电质量，同时也会造成电网大量的附加损耗。有源电力滤波器APF能够对电网中的谐波和负序电流进行较好补偿[1]，但是在高压系统如铁路牵引供电系统中，由于受到器件制造工艺和耐压等限制，有源电力滤波器只能采用级联H桥单元[2,3]进行谐波和无功补偿。由于拓扑结构的限制，采用星型连接的级联型有源滤波器的每相上的各单元电容能量仅限于一相中进行交换，无法进行三相之间的电容能量交换，这就导致此拓扑在高压领域中只能进行三相负载平衡状态下谐波及无功补偿，无法进行有效地负序电流补偿。一些参考文献[4]提出了三角形连接的级联H桥构成的U-STATCOM，虽然能够实现三相之间的能量交换以补偿负序电流，但是仅能用于三相三线制系统，且直流侧二次脉动较大。

本文提出了一种基于三端口直流隔离双向变换器的补偿电路拓扑，该电路通过内部相互耦合的高频变压器作为负序能量交换的通路，可以实现对于三相电路的无功，谐波以及负序能量的补偿。该电路按照星型连接的接线方式进行级联，从而实现高压条件下的应用，在三相三线和三相四线制系统中均可。由于三绕组高频变压器的引入，这种新的电路拓扑可以降低系统中直流电压的二次脉动，从而减少直流侧所需电容量。……