吴小丹，朱海勇，董云龙，田 杰，卢 宇，杨 晨

（南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市 211102）

0 引言

分频输电（fractional frequency transmission system，FFTS）是一种低频输电方式［1-6］，主要针对远距离水电和风电的接入，将传统50 Hz工频交流输电改为50/3 Hz的分频输电。传统工频高压交流输电输送容量受长距离输电线路容升效应限制，而低频输电通过降低输电频率以减小线路电抗，在提高线路输送容量上相较于高压交流输电更具优势［6-7］。低频输电也适用于中远距离海上风电等新能源的送出［8-9］，相比于柔性高压直流输电用于海上风电送出，低频输电无须建设造价高昂和维护复杂的海上换流站，是颇具竞争力的中远海上风电送出方案［8］。此外，低频输电对解决柔性高压直流输电中切断直流侧短路电流困难［10］、高压电缆空间电荷积累引起电缆绝缘下降等问题更具优势［11］。而将基于全桥结构的模块化多电平矩阵变换器（modular multilevel matrix converter，M3C）用于低频输电则可以直接实现交交变频，且具有模块化设计、工频及低频两侧功率因数可控、动态响应快及潮流控制灵活等优点。目前，国内外尚无基于M3C的低频输电实际工程投入运行。研究基于M3C的低频输电面临的一系列共性问题，对推进柔性低频输电系统的发展具有重要意义。

M3C在正常运行时，输入和输出侧不同频率的电压和电流会在桥臂内产生双频功率耦合，造成桥臂电容电压复杂的波动现象和开关过程［12-15］。其控制关键在于9个桥臂功率模组电容电压的稳定及功率送出。……