大功率并联电流源变流器五电平特定谐波消除法

史维硕; 张昌浩; 韩俊飞; 李强; 何晋伟

doi:10.7500/AEPS20200730006

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大功率并联电流源变流器五电平特定谐波消除法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 大功率并联电流源变流器五电平特定谐波消除法
- Five-level Selective Harmonic Elimination Method for High-power Parallel Current Source Converter
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第13期页码：167-175
- 作者机构：
  
  1.天津大学电气自动化与信息工程学院，天津市 300072
  2.内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古电力科学研究院，内蒙古自治区呼和浩特市 010020
- 作者简介：
  
  史维硕(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：大功率电流源变流器技术、高压直流输电系统、电能质量。E-mail：shiweishuo@tju.edu.cn
  张昌浩(1996—)，男，硕士研究生，主要研究方向：大功率电流源变流器技术、高压直流输电系统、电能质量。E-mail：chance_zhan@tju.edu.cn
  韩俊飞(1978—)，男，博士，主要研究方向：电力系统安全性分析、新能源发电技术。E-mail：hanjfly@sina.com
  何晋伟(1983—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：微电网和分布式发电、高压直流输电系统、大功率电力电子变流器技术、电能质量。E-mail：jinwei.he@tju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2017YFB0902000);国家电网公司科技项目(SGXJ0000KXJS1700841);内蒙古自治区科技重大专项资助(2019ZD027);已授权国家发明专利(ZL201810699343.X)
- DOI：10.7500/AEPS20200730006
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-07-30，
  
  修回日期：2021-02-27，
  
  网络出版日期：2021-04-21，
  
  纸质出版日期：2021-07-10
- 稿件说明：
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史维硕,张昌浩,韩俊飞等.大功率并联电流源变流器五电平特定谐波消除法[J].电力系统自动化,2021,45(13):167-175.

SHI Weishuo,ZHANG Changhao,HAN Junfei,et al.Five-level Selective Harmonic Elimination Method for High-power Parallel Current Source Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(13):167-175.
史维硕,张昌浩,韩俊飞等.大功率并联电流源变流器五电平特定谐波消除法[J].电力系统自动化,2021,45(13):167-175. DOI： 10.7500/AEPS20200730006.

SHI Weishuo,ZHANG Changhao,HAN Junfei,et al.Five-level Selective Harmonic Elimination Method for High-power Parallel Current Source Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(13):167-175. DOI： 10.7500/AEPS20200730006.

摘要

随着电压和功率等级的不断提高，并联电流源拓扑被广泛应用于中压大功率电流源系统的扩容。为解决并联电流源系统中直流桥臂电流不均衡和共模电压过高这2个问题，提出了一种应用于大功率并联电流源的五电平特定谐波消除(5L-SHE)调制方法，同时实现了直流桥臂电流的均衡控制和共模电压的抑制，并且保证了在较低开关频率下并网电流的电能质量。首先，按照脉宽调制(PWM)电流模长的不同将开关状态进行分类，并计算每个开关状态所对应的共模电压大小；其次，在分析冗余开关状态对直流桥臂电流均流影响的基础上建立了均流控制策略；再次，以共模电压较低的开关状态构建5L-SHE波形，并依据均流策略对冗余开关状态进行合理挑选。最后，通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。

Abstract

With the increase of voltage and power levels

parallel current source converters (CSCs) are widely used in the expansion of medium-voltage high-power current source systems. In order to solve the two problems of unbalanced DC bridge arm current and high common mode voltage in parallel current source systems

a five-level selective harmonic elimination (5L-SHE) modulation method for high-power parallel current source converters is proposed

which simultaneously achieves DC bridge arm current balancing and common mode voltage reduction

and ensures the power quality of grid current at low switching frequency. Firstly

the switching states of parallel CSCs are classified according to the norm of pulse width modulation (PWM) current

and the common mode voltage corresponding to each switching state is calculated. Secondly

the current balancing control strategy is established based on the influence analysis of the redundant switching states on DC bridge arm current. Thirdly

the switching state with lower common-mode voltage is selected to construct the 5L-SHE waveform

and the corresponding redundant switching state is reasonably selected according to the current balancing strategy. Finally

the effectiveness of the proposed method is investigated through simulation and experiment.

关键词

Keywords

references

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