Page 113 - 《中国电力》2026年第5期

第 59 卷 第 5 期 Vol. 59, No. 5
2026 年 5 月 ELECTRIC POWER May 2026

引用格式：舒军, 易杨, 陈正丰, 等. 六边形变换器电容电压纹波抑制机理及控制策略[J]. 中国电力, 2026, 59(5): 109−117.
Citation: SHU Jun, YI Yang, CHEN Zhengfeng, et al. Capacitor voltage ripple suppression mechanism and control strategy for hexverter[J]. Electric
Power, 2026, 59(5): 109−117.

六边形变换器电容电压纹波抑制机理及控制策略

舒军 ，易杨 ，陈正丰 ，卢忠鹏 ，黄艺炜 ，刘达锐 ，张艺明 2
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(1. 东方电气（成都）创新研究有限公司，四川 成都 611731；2. 福建省新能源发电与
电能变换重点实验室（福州大学），福建 福州 350108)
Capacitor voltage ripple suppression mechanism and
control strategy for hexverter

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SHU Jun , YI Yang , CHEN Zhengfeng , LU Zhongpeng , HUANG Yiwei , LIU Darui , ZHANG Yiming 2
(1. Dongfang Electric (Chengdu) Innovation Research Co., Ltd., Chengdu 611731, China; 2. Fujian Key Laboratory of New Energy
Generation and Power Conversion, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China)

Abstract: At low-frequency operating conditions, the Control of Electric Vehicle Charging Systems, No.52577187).
submodule capacitor voltage ripple in Hexverter increases Keywords: Hexverter; low-frequency voltage ripple; zero-
significantly, leading to higher capacitance requirements and sequence network model; specific-order zero-sequence AC
resulting in increased converter volume and cost. To alleviate circulating current injection; voltage ripple suppression
the design constraints on DC support capacitors, this paper
proposes a capacitor voltage ripple suppression mechanism and 摘 要：在低频工况下，为抑制六边形变换器（Hexverter）
control strategy. Based on the AC positive-sequence network 子模块电容低频电压纹波，须提升直流电容容量，致使
model of the Hexverter, the charging and discharging power 变换器体积与成本显著增加。为降低对直流电容的设计
characteristics of the submodule capacitors are analyzed, and an 需求，提出一种电容电压纹波抑制机理及控制策略。基
analytical model of the capacitor voltage ripple is established. 于 Hexverter 交流正序网络模型，分析子模块电容的充放
Furthermore, through the zero-sequence network model of the 电 功 率 特 性 ， 建 立 了 电 容 电 压 纹 波 的 解 析 模 型 。 通 过
Hexverter, the quantitative relationship between the zero- Hexverter 零序网络模型，推导零序交流环流与零序转移功
sequence AC circulating current and the zero-sequence 率之间的定量关系，阐明基于特定次零序交流环流注入
transferred power is derived, clarifying the voltage ripple 的 电 压 纹 波 抑 制 机 理 。 在 此 基 础 上 ， 基 于 传 统 Hexverter
suppression mechanism based on the injection of specific-order 控制策略，提出含电压纹波抑制控制环节的 Hexverter 复
zero-sequence AC circulating currents. On this basis, combined 合控制策略，实现对子模块电容电压纹波抑制。仿真结
with the conventional Hexverter control strategy, a compound 果表明，所提控制策略能够显著降低电容电压纹波，验
control strategy for the Hexverter incorporating a ripple 证了该电压纹波抑制机理的正确性与有效性。
suppression loop is proposed to effectively suppress the 关 键 词 ： 六 边 形 变 换 器 ； 低 频 电 压 纹 波 ； 零 序 网 络 模
submodule capacitor voltage ripple. Simulation results 型；特定次零序交流环流注入；电压纹波抑制
demonstrate that the proposed control strategy can significantly DOI：10.11930/j.issn.1004-9649.202602001

reduce the capacitor voltage ripple, verifying its feasibility and
effectiveness. 0 引言
This work is supported by National Natural Science Foundation
of China (Research on Topology Integration and Coordinated
六 边 形 变 换 器 （ Hexverter） 是 一 种 新 型 模
块 化 多 电 平 变 换 器 （ modular multilevel converter，
收稿日期：2026−02−02； 修回日期：2026−03−27。 MMC），无需中央直流母线即可实现直接交流/
基金项目：国家自然科学基金资助项目（电动汽车充电系 交流变换，具有良好的低频性能 [1-3] 。因此，在电
统的拓扑集成与协同控制研究，52577187）。 动汽车快充系统集成 、多端口交流系统背靠背
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