Page 116 - 《中国电力》2026年第5期

2026 年 第 59 卷

1 于零序回路中支路电感 l远大于电阻 r，可忽略电
f Ⅰ − f Ⅱ m
∆P m = (−1) ·
6 阻 r影响。根据 Hexverter 零序网络模型，其零序
√
2 2 2 2
3U I +3U I +······+8/3P Ⅰ P Ⅱ −8/3Q Ⅰ Q Ⅱ · 交流环流 i cir_AC 可以表示为
Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ
[
······cos 2π( f Ⅰ − f Ⅱ )t +χ ] （2） A 0x − A 0y
i cir_AC = cos(ω 0 t +θ 0 ) （6）
π ω 0 l
χ = −ψ−φ Ⅰ −atan2[U Ⅰ I Ⅱ n(φ Ⅰ +φ Ⅱ )−
6 零序交流转移功率体现了奇数和偶数桥臂之
······U Ⅱ I Ⅰ −U I I Ⅱ cos(φ Ⅰ +φ Ⅱ )] （3）
间能量的交换，可以表示为
式中： P Ⅰ 和 Q Ⅰ 分别为 Hexverter 与交流系统Ⅰ之  ( )

 A 0x − A 0y A 0x

间交换的有功功率和无功功率； P Ⅱ 和 Q Ⅱ 为 Hexverter ∆P x2y_AC = sin(2ω 0 t +θ 0 )



 2ω 0 l
 （7）
与交流系统Ⅱ之间交换的有功功率和无功功率；  ( )


 A 0y − A 0x A 0y


U Ⅰ 、 I Ⅰ 、 U Ⅱ 和 I Ⅱ 分别为 u Ⅰabc 、 i Ⅰabc 、 u Ⅱabc 和 i Ⅱabc ∆P y2x_AC = sin(2ω 0 t +θ 0 )


2ω 0 l
的幅值； ψ为 u Ⅰabc 和 u Ⅱabc 初相位差； φ Ⅰ 为 u Ⅰabc 与
式中： ∆P x2y_AC 为奇数桥臂向偶数桥臂传输的零
i Ⅰabc 相位差； φ Ⅱ 为 u Ⅱabc 与 i Ⅱabc 相位差。
序交流转移功率； ∆P y2x_AC 为偶数桥臂向奇数桥
该交流功率分量作用在直流电容上，表现为
臂传输的零序交流转移功率。
子模块电容电压纹波，可以表示为
3.2 直流电压纹波抑制机理
m f Ⅰ − f Ⅱ sin 2π( f Ⅰ − f Ⅱ )t −χ ]
[
∆U f Ⅰ −f Ⅱ = (−1) ∆P m （4） 根据交流功率分量 f Ⅰ − f Ⅱ 及其所导致的电容
dcm 6π( f Ⅰ − f Ⅱ )nC ∆P m
电压纹波 ∆U f Ⅰ − f Ⅱ 分析可知，若控制零序交流转
式中： C为桥臂全桥子模块的直流电容的容量。 dcm
移功率与子模块电容交流充放电功率相互抵消，
从（2）~（4）可以看出：1） 交流功率分量
即可实现电容电压纹波的抑制。
f Ⅰ − f Ⅱ 主要由两侧交流系统电压和电流幅值和相
∆P m
令 f Ⅰ − f Ⅱ ，联立式（2）（3）和
位 ， Hexverter 与 两 侧 交 换 的 功 率 等 参 数 决 定 ； ∆P x2y_AC =−∆P m
2） 频率为 f Ⅰ − f Ⅱ 的电压纹波主要由交流功率分 （7），可以得到注入奇数和偶数桥臂的零序交
量 ∆P m f Ⅰ − f Ⅱ 、 子 模 块 直 流 电 容 容 量 等 参 数 决 定 ； 流电压幅值应满足关系式为

3） 奇数和偶数桥臂中的子模块电容纹波 ∆U f Ⅰ − f Ⅱ  1 ω 0 l


dcm A 0x = − ·

 6 3A 0y

的幅值相同，而相位相反。  √





 2 2 2 2

 3U I +3U I +···+8/3P Ⅰ P Ⅱ −8/3Q Ⅰ Q Ⅱ
 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ


 1 ω 0 l
3 基于注入零序环流的纹波抑制机理  ·


A 0y = −

 6
 3A 0x



 √

 2 2 2 2

3.1 零序交流转移功率  3U I +3U I +···+8/3P Ⅰ P Ⅱ −8/3Q Ⅰ Q Ⅱ
Ⅱ Ⅰ
Ⅰ Ⅱ
（8）
在桥臂中注入零序交流电压，会在零序网络中
形成零序交流环流，通过注入特定的零序交流电 此外，注入奇数和偶数桥臂的零序交流电压
压及零序交流环流，可以产生零序交流转移功率。 频率和相位应满足关系式为

定义注入奇数和偶数桥臂的零序交流电压可 ω 0 = π( f Ⅰ − f Ⅱ ) （9）



分别表示为 θ 0 = −χ+π


u x0_AC = A 0x sin(ω 0 t +θ 0 )
 （5）

u y0_AC = A 0y sin(ω 0 t +π+θ 0 ) 4 Hexverter 电容电压纹波抑制控制

式中： A 0x 和 A 0y 分别为注入奇数桥臂和偶数桥臂
的零序交流电压幅值；下标 x(x = 1,3,5)为奇数桥 本文设计的 Hexverter 的复合控制原理如图 4
臂； y(y = 2,4,6)为偶数桥臂； ω 0 为零序交流电压 所示，主要包括以下 3 个环节：1） 多重解耦控
角频率； θ 0 为零序交流电压初相位。注入奇数和 制环节；2） 直流电压均衡控制环节；3） 直流电
偶数桥臂的零序交流电压相位相反。 压纹波抑制控制环节。
Hexverter 仅具有一条零序环流路径，而且由 在图 4 中，通过多重解耦控制环节，可以产
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