张夏辉，韩民晓，杨景刚，孟祥坤，邱子鉴

（1.华北电力大学电气与电子工程学院，北京市 102206；2.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏省南京市 210096）

0 引言

随着数据中心、电动汽车充电桩等直流负荷日益增多，中压直流配电网成为未来的发展方向［1-3］。在直流配电系统中，通常采用DC/AC换流器与中压交流配电网相连。其中，以模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）最 为 常 见［4］。与传统的两电平、三电平电压源换流器相比，MMC具有开关损耗低、输出电压畸变小等特点，能满足中压直流配电网的实际需求［5-7］。但是由于MMC内部结构复杂，存在谐波环流、子模块电容电压纹波等问题，会影响MMC运行时的状态。

在直流配电网中，直流母线电压波动是一个常见的问题［8］。引起直流母线电压波动的原因大致可分为2类:①与直流配电网连接的中压交流电网出现不平衡故障或谐波，通过换流器传递至直流母线［9］；②光伏、风电等分布式电源和直流负荷等设备通过电力电子装置接入直流配电网，在直流母线上产生由绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等元件开关操作生成的调制谐波［10］。由不同原因引起的直流侧电压波动频率不同。文献［11］指出，电网在不平衡工况下，直流侧将产生工频和二倍频波动。文献［9］讨论了当交流侧电网中含有5次、7次谐波分量时，直流侧将存在6次波动。文献［10］表明，换流器的正弦脉宽调制将在直流侧产生载波频率及其整数倍次的谐波，其频率较高，幅值较小，相比于低频谐波容易治理。当直流母线上存在电压波动时，直流母线电压与MMC上、下桥臂的电压和不相等，这是造成MMC内部环流的主要原因［12］。……