1 引言

近年来，随着电力电子技术的深入发展和广泛应用，以谐波与无功为主的电能质量问题日益严重，在此背景下有源电力滤波器应运而生[1]。本文研究一种基于60°坐标系的三电平有源电力滤波器，将三电平拓扑与有源电力滤波器相结合，解决传统两电平APF难以应用于高压大功率场合的问题[2]，三电平有源电力滤波器等效开关频率高、输出电压谐波含量小，更加适合在有源滤波器中的应用；运用简化的SVPWM算法，实现对谐波的实时补偿，提出一种硬件DC-DC变换实现中点电位平衡控制的方法，通过仿真对系统方案的可行性进行了验证。

2 二极管嵌位三电平逆变器工作原理

如图1所示，每一相均由4个续流二极管、2个钳位二极管、4个主开关器件组成，当Tl和T2同为导通时，输出端A对O点的电平为Vdc/2；当T2和T3同为导通时，输出端A和O点相连，因此它的电平为0；当T3和T4同为导通时，输出端A对O点的电平为-Vdc/2，所以每相桥臂输出三个电平状态，而输出线电压有五种电平状态，由相电压合成而得，即：+Vdc，+Vdc/2，0，-Vdc/2，-Vdc，较两电平结构正弦化程度更高[3]。

二极管嵌位三电平结构便于能量双向流动，功率因数控制方便[4]。通过电流采样电路检测出因非线性负载而产生的谐波信号，然后将其取反作为补偿电流的PWM指令信号，运用SVPWM控制算法生成三电平变流器驱动信号，使电网侧电流为与电压同频同相的正弦波，实现对电网谐波的补偿。

3 60°坐标系SVPWM算法

空间矢量脉宽调制算法具有诸多优势，基于60°坐标系的空间矢量脉宽调制算法，简化了参考矢量的分区过程，不涉及三角函数运算，参考矢量位置的判定以及合成参考矢量的三个基本矢量的选取[5]。

3.1 坐标变换

设所采用的60°坐标系为g-h坐标系，g轴与α轴重合，逆时针旋转60°为h轴，如图2所示：

进行开关状态的组合时需要考虑电容中点电压、开关损耗等的影响，在满足变换器正常运行的同时实现电容中点电压的动态平衡的控制[9]。

在Matlab/Simulink环境下搭建三电平有源电力滤波器系统仿真模型，系统仿真模型如图5所示。设定系统参数为三相电源线电压380V，频率50Hz，三相不可控整流阻感负载，电阻20Ω，电感15mH，开关频率20kHz，APF输出电感2mH。

3.2 大扇区确定

当参考矢量的3个基本矢量之一为[1,0]T时，可以得出每一个采样周期中的开关状态，将这些开关状态进行合理组合最终得到七段式SVPWM脉冲[8]。

3.3 小扇区确定

优质护理注重在术前、术中、术后、出院后做好各项手术准备，规范手术操作，科学管理，预防不良事件的发生。术前将护理方案的确定建立在明确的病情评估基础上，且兼顾患者身心状况，努力让患者身心处于最佳状态。术中规范管理及配合，保证手术质量[6]。术后保证无菌换药、加强生活管理，以促进康复，降低并发症发生风险。出院后，继续为患者提供所需的护理服务，以保证护理的延续性，巩固护理质量，优化预后。在优质护理作用下，患者获得愉悦的医疗服务，手术质量提升，手术时间短，视力恢复好，并发症发生率低，患者的满意度高。

3.4 矢量作用时间计算

完成将参考电压矢量使用基本电压矢量合成表示之后需要将基本矢量通过PWM脉冲的形式表示，并作用于功率开关器件上，完成SVPWM调制算法。

式中，Ts为系统采样周期。

当V3为VUU时，

当V3为VDD时，

如图4所示，在Ⅰ～Ⅵ6个大扇区中，每个区又分为4个小三角形区域，以Ⅰ大扇区为例，通过判断参考电压矢量所在g-h坐标系上的投影及vrg+vrh的大小即可确定Vref所在扇区，然后按照相邻三矢量原则确定其作用时间。

计算表明，在60°坐标系下，可省去扇区判断过程，并避免大量的三角函数运算，使计算工作量大大减小。

3.5SVPWM波形的生成

完成矢量所在扇区的判断后需要计算各基本矢量的作用时间，计算基本矢量作用时间的过程即确定各基本矢量的长度[7]。通过伏秒平衡原理，列写方程组，求出各基本矢量的作用时间，设Vref的三个基本矢量V1、V2、V3在Ts内的作用时间分别为T1、T2、T3，则：

将60°坐标系划分为6个大区，设参考电压矢量坐标为Vref(Vrg，Vrh)，参考矢量所处大扇区的位置可以通过表1得到。

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慢性心衰多发于有心脏病病史的人群[3]。慢性心力衰竭患者死亡率高达50%，治疗慢性心衰患者以神经内分泌抑制剂为主的长期的、修复性的策略，目的是改变衰竭心脏的生物学性质。

4 系统的仿真及结果分析

将三电平变换器空间矢量图归一化处理，即可得到60°坐标系下的三电平变换器空间矢量图[6]，如图3所示。

运用硬件DC-DC变换电路实现电容中性点电压平衡，首先分析直流电压稳定时的系统仿真情况，图6为直流侧电压稳定时电容中点电压波形，从图中可以看出电容电压在400～401.2V范围内波动，达到平衡中点电压的目的。

系统的核心功能将是提高咨询单位内部各专业之间协同化和自动化工作的程度，技术关键点是进行内容的规则化存储、传输、合并、排序，以及数据统计。

麻江县位于贵州省黔东南州西部，地处云贵高原向湘桂丘陵盆地倾斜过渡地带的沅江水系清水江上游，地貌类型包括岩溶地貌和侵蚀地貌，属亚热带季风湿润气候区。全县土地总面积1 222.2km2，其中岩溶出露面积1 005.12km2，占土地总面积的84.24%。据2005年调查数据显示，麻江县现有石漠化面积298.51km2，占全县土地面积的24.42%，占岩溶面积的29.70%。此外还有345.85km2的土地存在潜在石漠化趋势。该县石漠化程度在黔东南州16个县（市）中居第二位，严重的石漠化已成为全县生态文明和小康社会建设的一大制约。

使用FFT分析工具对系统补偿前后电网电流谐波进行分析，三相不可控整流阻感负载，电阻20Ω，电感15mH时系统补偿前THD为29.85%，补偿后THD为12.74%，经过补偿后系统谐波含量明显减小，从而达到提高电网电能质量的目的。

11.描述绿色植物在生物圈水循环中的作用（了解）。2013年考查了植物对水分的吸收、运输与散失，2014、2016年考查了植物中的水分通过蒸腾作用从气孔散失到大气中的水蒸气参与生物圈的水循环。

5 结论

本文采用三电平拓扑结构作为APF系统主电路，运用60°坐标系脉宽调制算法，省去了复杂的三角函数运算过程，通过对三电平拓扑结构固有的电容中点电压波动问题的分析，提出了硬件DC-DC变换器实现直流侧电容中性点电压平衡控制的方法，使用Simulink仿真软件对系统进行仿真分析，对比补偿前后电网电流THD频谱图，仿真结果表明三电平有源电力滤波器具有较好的谐波抑制能力，同时通过对硬件中点电压平衡控制方法的仿真验证了系统设计方案的可行性。

参考文献：

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[3]孙曙光，杜太行，王秋萌等．三电平A PF简化空间矢量调制算法研究[J]．电测与仪表，2016(13)：37-43．

[4]高龙涛．三电平有源电力滤波器的设计及仿真参数研究[D]．郑州：郑州大学，2014．

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