俞年昌，杨家强

(浙江大学电气工程学院，浙江 杭州 310027)

0 引 言

随着电力电子设备等非线性负载的广泛应用，谐波和无功问题日益凸显。而有源电力滤波器(APF)正是解决这一难题的有效手段[1-2]。在当前低压领域APF已经日益完善，而大功率电力电子装置的应用使得大功率中高压APF的需求日益迫切。对此，学术界提出了三电平APF的方案。相比于传统的两电平APF，三电平APF可以承受更高的电压，具有更低的谐波畸变率、更低的开关频率和更少的损耗，因此更加适用于中高压大功率领域。三电平APF要求具有较高的补偿带宽和较低的开关纹波电流。而LCL滤波器可以兼顾低频段增益和高频段的衰减，在同样的开关频率下，LCL所需电感更小，在大功率的场合可以有效地减小系统的体积和降低成本，因此LCL滤波器在大功率的场合具有广阔的应用前景[3]。但LCL滤波器是一个三阶系统，存在谐振现象，需要增加阻尼环节来抑制谐振，以确保系统的稳定性。LCL的参数设计和稳定控制是现阶段研究热点，不少学者都对此进行了相关的研究，但大多是关于两电平系统，对于三电平APF系统LCL的设计和控制的研究较少，因此对三电平LCL滤波器的进一步研究是很有必要的。

Liserre等[4]首次提出了电压源型逆变器(VSI)的LCL滤波器设计方法，给出了一般PWM整流器的LCL滤波器设计和控制系统分析方法。文献[5]对APF的LCL滤波器各个元素进行了分析比较，给出LCL滤波器设计的一般步骤，但该文的电流跟踪方法是开关频率不确定的滞环控制，不能完全适用于其他固定开关频率的电流跟踪控制。……