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基于分层控制的级联H桥型APF直流电容电压平衡控制策略
一、引言
随着电力系统的不断发展，对于电力质量的要求也越来越高，其中一项重要的指标就是电压质量。因此，我们需要在电力系统中加入一些补偿装置来控制电压质量，其中一种被广泛应用的装置是有源功率滤波器（ActivePowerFilter，简称APF）。
为了保证APF的工作正常，需要对其电容进行电压均衡控制，即通过电路控制来保证各个电容的电压相等，从而提高其工作效率。本文介绍一种基于分层控制的级联H桥型APF直流电容电压平衡控制策略。
二、级联H桥型APF
级联H桥型APF可通过多个H桥逐级串联组成。该APF的输出电压可以通过多级H桥的实现来实现。比如，一台两级H桥型APF可以同时产生-1，0和1三个电平，以及三相四线系统的性质，即单向电流。
三、直流电容电压平衡控制策略
为了实现直流电容电压均衡控制，我们需要对电容电压进行监测和控制。下面介绍具体步骤：
1.监测各个电容的电压
在级联H桥型APF中，需要监测各个电容的电压。我们可通过直接连接到电容上的传感器来实现。电容电压监测后，可将数据传回控制器以进行下一步的处理。
2.控制各个电容的输出电流
在控制器的帮助下，可控制各个电容的输出电流并进行调节，以使所有电容的电压相等。为了实现这一目的，我们需要引入负载均衡算法，使得每个H桥有相同的输出功率，从而实现整个系统的电压均衡。
3.使用分层控制
电压平衡控制需要结合多种控制策略进行调节。因此，我们可以将控制器分成两个层次：上层控制器和下层控制器。上层控制器实现电压平衡算法，并将电流参考值传送到下层控制器，下层控制器则实现PWM控制并将PWM信号传送到对应的H桥控制器中，控制各个电容的输出电流。这种分层控制策略可以大大简化控制过程，并减小计算复杂度。
四、实验考察
在实验过程中，我们可以通过模拟电路实现直流电容均衡控制，并通过软件仿真来验证该控制策略的有效性。
在实验过程中，我们可以通过监测各个电容的电压来检测电压平衡状态。如果所有电容的电压相等，则说明控制策略得到了有效实现。
五、总结
本文介绍了一种基于分层控制的级联H桥型APF直流电容电压平衡控制策略。该策略通过监测和控制各个电容的电压来实现电压平衡控制，并将控制过程分成上层控制器和下层控制器两个层次，从而大大简化了控制过程并减小了计算复杂度。在实验中，该控制策略得到了有效验证。