模块化多电平换流器环流抑制控制器设计

MMC-HVDC无源性PI稳定控制与环流抑制方法薛花;李杨;王育飞;杨兴武;刘卫东【摘要】模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)日益广泛应用于高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)技术中,但MMC的多变量、强非线性特性,使其稳定控制问题成为拓展应用的瓶颈所在.从能量耗散和环流抑制的角度出发,基于MMC动态数学模型,直接在abc静止坐标系下建立双线性Lagrange方程.以均衡子模块电容电压为目标设计能量函数,结合PI控制简单架构,提出新型的无源性PI控制方法,使系统沿Lagrange积分最小化轨迹移动.在满足系统全局渐进稳定的前提下,实现期望轨迹的快速跟踪.针对MMC-HVDC环流产生的变流器损耗增加问题,设计MMC环流控制器,获得无源性PI控制环节桥臂电压补偿量,实现电容电压平稳和环流有效抑制.仿真结果表明所提出的方法具有响应快速、稳定性高、鲁棒性强的特点.%Modular multilevel converter (MMC) is widely used in high voltage direct current (HVDC). However, the multivariate and strongly nonlinear characteristics of MMC make the stable control problem become the key to their application. From the perspective of energy dissipation and circulating current suppression, the bilinear Lagrange equation in a-b-c synchronous reference frame is developed directly onthe basis of the dynamic mathematical model of MMC to analyze strictly passive features of the system. Energy function for balancing capacitor voltage is designed. Combining the simple architecture of PI control, a novel passivity-based PI control method is proposed to ensure the whole system along Lagrange integration minimization trajectory. The desired trajectory fast tracking can be realized under the premise of globalasymptotic stability. For the increase of converter losses generated by the circulation of MMC-HVDC, this paper designs circulating current controller of MMC to obtain arm voltage compensation in passivity-based PI control and achieves that the capacitor voltage comes to smooth and circulation is effectively suppressed. The simulation results show that the proposed method has the advantages of quick response, high stability and strong robustness.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2017(045)019【总页数】8页(P78-85)【关键词】模块化多电平变流器;无源性PI控制;环流抑制;双线性Lagrangian方程【作者】薛花;李杨;王育飞;杨兴武;刘卫东【作者单位】上海电力学院电气工程学院,上海 200090;国网泗阳县供电公司,江苏宿迁 223700;上海电力学院电气工程学院,上海 200090;上海电力学院电气工程学院,上海 200090;江苏正大清江制药有限公司,江苏淮安 223001【正文语种】中文近年来，随着高压直流输电系统(High Voltage Direct Current, HVDC)的快速发展，传统两电平逆变器由于器件耐压性能及控制性能不再能够满足应用需求，模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)在HVDC系统中得到了日益广泛的应用与推广[1-5]。

3、用途介绍
柔性直流输电
110KV侧短路容1000MVA 等效电感 0.0385
e1r Idc e2r DC1 e1l e2l
0.0385 [H]
R=0
3 [MVAR]
10 [MW]
A端电网
B端电网
R=0
#1
#2
e1l
rectify
inverter
e1r
0.0385 [H] #1 #2
3、用途介绍
5、MMC功率模块均压控制
每个MMC换流器的功率模块电压的分别进行均衡控制，6个桥臂相互之间没有影 响。 在一个控制周期内，则根据桥臂电流的方向确定此桥臂功率模块的投入/切除状态： （a）若桥臂电流为投入的模块电容充电，则功率模块按照电容电压从低到高的 顺序排列，最低的N个模块在该控制周期内一直处于投入状态。 （b）若桥臂电流为投入的模块电容放电，则功率模块按照电容电压从高到低的 顺序排列，最高的N个模块在该控制周期内一直处于投入状态。
据全国大部分的市场份额。
32
2、鼠笼型异步电机 在不影响“能起动”的前提下，尽可能减小起动电流， 以减小起动电流对电网的冲击 I. 降压起动（起动电流减小，起动转矩随电压平方减小） 1 自耦变压器降压起动
2 Y 转换起动
3 定子回路串电抗器起动 4 用晶闸管构成的交流调压器降压起动
33
2、鼠笼型异步电机
模块 2CL2 模块 2CL20
换流器1
换流器2
MMC主回路拓扑结构
技术特点
1）所需开关器件耐压低，对器件的一致性要求低； 2）电平数多，谐波大大降低；
3）开关频率更低，开关损耗更小，系统利用率更高。
4) 很容易实现背靠背结构，能量方便双向流动。 5）无需输出变压器，大大地减小了装置体积和损耗，并且 节约了成本。 siemens和中国电科院所投 运的VSC-HVDC工程均采用 此拓扑结构。 6) 模块化的结构使得容量拓展和冗余设计更为容易。

第50卷第1期电力系统保护与控制Vol.50 No.1 2022年1月1日Power System Protection and Control Jan. 1, 2022 DOI: 10.19783/ki.pspc.201639新型模块化多电平换流器的设计与应用于 飞，王子豪，刘喜梅(青岛科技大学自动化与电子工程学院，山东 青岛 266061)摘要：随着电力系统电压等级的不断升高，模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)桥臂中串联的子模块数量增多，硬件成本升高，制约了其在直流输电系统中的发展。

针对这些问题，通过分析多电平换流器和现有的阶调式模块化多电平变换器(Gradationally Controlled Modular Multilevel Converter, GC-MMC)的工作原理，提出了一种新型的换流器。

为了解决新型逆变器的电容电压平衡问题，提出了一种适用于新型逆变器的新型稳压算法。

最后在Matlab/Simulink环境下搭建了双端标幺值控制的柔性直流输电系统，将新型逆变器应用于系统中进行了验证。

仿真结果表明，新型换流器输出电平数量比普通MMC多，输出交流侧和直流侧的波形质量达到直流输电要求。

通过对新型逆变器和普通MMC分别进行成本计算，结果表明新型逆变器的建设成本大大少于普通MMC。

关键词：模块化多电平换流器；阶调式多电平逆变器；阶调式模块化多电平变换器；电容电压平衡算法A gradationally controlled modular multilevel converter and its applicationYU Fei, W ANG Zihao, LIU Ximei(College of Automation & Electric Engineering, Qingdao University of Science & Technology, Qingdao 266061, China)Abstract: With the increasing voltage level of power systems, the number of serial sub-modules in the bridge arm of a modular multilevel converter (MMC) increases, and the hardware costs increase. This restricts its development in the direct current transmission system. In order to solve these problems, a new type of converter is proposed by analyzing the working principle of a multi-level converter and the existing gradationally controlled modular multilevel converter (GC-MMC). In order to solve the problem of capacitor voltage balance of the new inverter, a new voltage regulation algorithm suitable for the new inverter is proposed. Finally, in the Matlab/Simulink environment, a flexible HVDC transmission system based on the new inverter's double-terminal SCM unit value control is built and verified. The simulation results show that the output level of the new converter is more than that of the common MMC, and the quality of the waveform of the output AC and DC side can meet the requirements of DC transmission. Through the cost calculation of the new inverter and the common MMC respectively, the results show that the construction cost of the new inverter is much less than the common MMC.This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 61803219).Key words: MMC; gradationally controlled multi-level inverter; GC-MMC; capacitor voltage balancing controlled algorithm0 引言随着电力系统的不断发展，电力系统的规模也在不断扩大，直流输电[1-3]已经成为我国电力输电的重要组成部分。

一种基于准PR控制原理的MMC阀组环流抑制方法1 引言随着风电、光伏等分布式能源的广泛应用和智能电网的发展，柔性直流输电技术发展迅速。

从传统的两电平电压源换流器拓扑到中性点钳位(NPC)的三电平拓扑，再到模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，简称MMC)在世界范围内都得到了广泛的研究和试验。

尤其是最近，MMC技术在VSC-HVDC领域有着更大的吸引力。

这种结构能够通过增加子模块数来灵活的适应电压和功率等级，而且MMC能降低开关频率，较大降低系统损耗，电压畸变小，从而不需要滤波器，使得MMC技术的优势非常明显。

2 MMC环流产生原理及控制策略MMC拓扑结构由六个桥臂构成，其中每个桥臂由N个相互连接且结构相同的子模块与一个电抗器L串联构成，上下两个桥臂构成一个相单元。

六个桥臂具有对称性，即各子模块的参数和各桥臂电抗值都是相同的。

其结构如图1所示。

换流器中的单元并联于直流侧母线上，在运行时每个相单元产生的直流电压很难保持严格一致，因此就有环流在三个相单元间流动，MMC的各种控制方法，最终要通过控制三相6个桥臂各自的输出电压upj和unj来实现。

为消除各相上、下桥臂电压和的不一致性，在桥臂电压upj和unj上同时减去一个大小等于ucirj的修正量，就可以抵消两个串联电抗器两端之间的电压，同时可间接控制换流器的内部电流icirj。

由于这种修正是同时加载同相上下两个桥臂上，因此它不会影响MMC的外部特性，即MMC输出的电流电压和电流不会改变。

利用这一特性，设计相应的内部环流抑制控制器（Circulating Current Suppressing Controller，CCSC）。

满足上述环流抑制控制器设计要求时的上、下桥臂电压参考值为式中，I2f为二倍频环流峰值。

综上所述，环流只存在于换流器内部，独立于换流器外部所接电源或负荷。

它是由各相上、下桥臂电压之和彼此不一致引起的，且此环流为二倍频负序性质，它在MMC三相桥臂间流动，对外部交流系统不产生任何影响。

模块化多电平换流器(mmc)电磁暂态仿真建模课程设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ， ＤＣ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｒ ｎ ｌ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ． Ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｗ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＭＭＣ ａ ｒ ｍ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ， ｒ ｅ ｌｉ ａ ｚ ｉ ｎ ｇ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎａ ｒ ｌ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ＭＭＣ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｒ ｍ ｔ ｈ ｅ ｖ ｌｉ ａ ｄ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｙ． ｇ
摘
２ ３ ０ ０ ０ ９ ；
２ ３ ０ ０ ０ ９ ）
要： 分析 了模块化多 电平换流器 （ Ｍ ＭＣ） 的拓扑结构及 原理 。基 于 ＭＭＣ的桥
臂 电流 ， 建 立了新型的电磁暂态模型 ， 其 中包 括桥臂 电流 中基 波分量 、 直流 分量和二 次 分量的线性化方程 。在此模型基 础上 ， 针对 ＭＭＣ桥臂 电流 中各分 量提 出相应 控制 策 王新 颖 （ １ ９ ８ ８ 一） ，
・
分布式 电源 ・
低压 电器 （ ２ ０ １ ３ Ｎｏ ． ７ ）
Байду номын сангаас
模 块 化 多 电 平 换 流 器 的 建 模 与 控 制

4、MMC控制策略
【总体控制功能设计】 外环控制器：换流器1作为从站，换流器2作为主站，高压直流电压（额定极间电压 20 kV）由换流器1从站负责控制，两站之间的有功功率可以反转，两站各自的无功 功率控制相互独立。 换流器1为直流电压环+无功功率给定； 换流器2为有功功率给定+无功功率给定；
5、MMC功率模块均压控制
为了保持 磁通为常数，调频时应同时调压，使 U/F=C, 变频调速系统常被称为变压变频（VVVF） 调速系统
(Variable voltage,variable frequnecy)
35
3 异步电动机的调速
变频调速
n

n0(1
s
)

60 f1 p
(1
s
)
MMC目前的技术能力能够满足： 在1-50Hz变频工况，功率单元按照
2、主回路参数设计
桥臂电感Larm设计
由于交流侧的三相线电压有效值为10 kV，即相电压有效值为5.77 kV。由于 直流电压为20 kV，则MMC输出的交流相电压有效值最大为7.07 kV。 ±2.5 Mvar,零功率因数运行时，允许电感上的压降最大为 7.07kV 5.77kV 1.3kV 此时，允许的网侧电感最大值为1.3 kV/(2×50 Hz×π×145A)=28.6 mH。 在初始引进技术资料中取值20mH。
3、用途介绍
柔性直流输电
R=0 R=0
110KV侧短路容1000MVA 等效电感 0.0385
0.0385 [H]
rectify e1r Idc
e1l inverter
e1l
e1r
#1 #2
e2r DC1 e2l
#1 #2

基于新型模块化多电平变换器的五电平PWM整流器一、本文概述随着电力电子技术的不断发展，多电平变换器已成为现代电力系统中重要的研究方向之一。

模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter, MMC）因其高电压、大容量的特性，在高压直流输电（HVDC）、风力发电和电机驱动等领域具有广泛的应用前景。

本文旨在研究一种基于新型模块化多电平变换器的五电平PWM（脉冲宽度调制）整流器，通过对其拓扑结构、工作原理和控制策略的分析，为现代电力电子系统的优化设计与稳定运行提供理论支持和技术指导。

本文首先介绍了模块化多电平变换器的基本原理和五电平PWM整流器的拓扑结构，阐述了其在现代电力电子系统中的重要性和优势。

接着，详细分析了五电平PWM整流器的工作原理，包括其调制策略、开关状态切换以及功率因数校正等方面。

在此基础上，本文提出了一种适用于五电平PWM整流器的控制策略，旨在实现高效、稳定的能量转换和电网接入。

本文还对五电平PWM整流器的性能进行了仿真和实验研究，验证了其在实际应用中的可行性和有效性。

通过对比传统整流器与五电平PWM整流器的性能，本文进一步证明了新型模块化多电平变换器在提升电力电子系统性能、降低谐波污染和提高能源利用效率等方面的优势。

本文的研究对于推动模块化多电平变换器和五电平PWM整流器在现代电力电子系统中的应用具有重要意义。

通过对其拓扑结构、工作原理和控制策略的研究，有望为电力电子技术的发展提供新的思路和方向，为现代电力系统的智能化、绿色化和高效化提供有力支持。

二、模块化多电平变换器原理及特性分析随着电力电子技术的不断发展，模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter, MMC）已成为高压大功率应用中的关键设备。

MMC以其独特的结构设计和灵活的扩展性，在电力系统中得到了广泛应用。

本文所研究的五电平PWM整流器，正是基于MMC的一种实现方式。

应用于MMC环流抑制的准PR控制器参数设计赵庆玉;余发山;何国锋;韩耀飞;樊晓虹;申慧方【摘要】Modular Multilevel Converter(MMC)phase-to-phase voltage imbalance results in internal generation of three-phase current.To restrain the circulation,an equivalent model of MMC circulation is firstly established,and the parameters of quasi PR controller are designed in the stationary coordinate system,and the influence of the parameters of quasi PR controller on the restraining characteristics of the MMC circulation is analyzed.In order to verify the proposed strategy,a PSCAD/EMTDC simulation model is built and tested on the 35 kV·A five-level MMC prototype.The results show that the designed quasi PR controller can suppress the internal circulation of MMC effectively.%模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)相间电压不平衡会导致其内部产生三相环流.为了抑制环流,文章首先建立MMC环流等效模型,并在静止坐标系下设计准PR 控制器参数,分析准PR控制器参数对MMC环流抑制特性的影响.为了验证提出的MMC环流抑制策略,搭建了PSCAD/EMTDC仿真模型,并在35kV·A五电平MMC 样机上进行实验.结果表明,设计的准PR控制器能够有效地抑制MMC内部环流.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2018(036)001【总页数】6页(P51-56)【关键词】MMC环流模型;准PR控制器;环流抑制【作者】赵庆玉;余发山;何国锋;韩耀飞;樊晓虹;申慧方【作者单位】河南理工大学电气工程与自动化学院, 河南焦作 454000;河南城建学院电气与控制工程学院, 河南平顶山 467036;河南理工大学电气工程与自动化学院, 河南焦作 454000;河南城建学院电气与控制工程学院, 河南平顶山 467036;河南城建学院电气与控制工程学院, 河南平顶山 467036;河南城建学院电气与控制工程学院, 河南平顶山 467036;河南理工大学电气工程与自动化学院, 河南焦作454000;河南城建学院电气与控制工程学院, 河南平顶山 467036【正文语种】中文【中图分类】TK8;TM460 引言我国的风电基地主要分布在“三北”地区。

换热器设计毕业设计一、引言换热器是工业生产中重要的设备之一，主要用于将热流体的热量传递给冷流体。

换热器的设计需要考虑到传热效率、流动阻力、设备成本、材料选择等多个方面。

本文将介绍一种新型换热器的设计，该设计旨在提高传热效率，降低流动阻力，并优化设备成本。

二、换热器设计本文所设计的换热器采用板式结构，主要由板片、密封垫和夹紧螺栓组成。

板片之间通过密封垫密封，形成流体通道。

板片材质选择不锈钢，以提高设备的耐腐蚀性能和使用寿命。

夹紧螺栓用于固定板片，保持设备的密封性。

在板式换热器中，流体分为冷流体和热流体。

冷流体通过板片的冷流道，热流体通过板片的热流道。

由于板片之间的密封垫较薄，因此可以形成较小的通道，减小流动阻力。

同时，板片的波纹结构可以增加传热面积，提高传热效率。

三、设计优化为了进一步提高换热器的性能，本文提出以下优化措施：1、增加板片数量：增加板片数量可以增加传热面积，提高传热效率。

但同时也会增加设备的成本和重量。

因此，需要综合考虑传热效率、设备成本和重量等因素来确定板片数量。

2、优化流道结构：流道结构的优化可以减小流动阻力，提高传热效率。

可以通过改变流道形状、减小流道截面等方式来优化流道结构。

3、采用强化传热材料：采用强化传热材料可以增加传热效率，但需要考虑到材料的耐腐蚀性能和使用寿命等因素。

4、增加设备密封性：增加设备密封性可以防止流体泄漏，提高设备的使用安全性。

可以通过选用高质量的密封垫和夹紧螺栓等措施来增加设备密封性。

四、结论本文所设计的换热器采用板式结构，具有较高的传热效率和较低的流动阻力。

通过增加板片数量、优化流道结构、采用强化传热材料和增加设备密封性等措施，可以进一步提高换热器的性能。

该设计具有一定的实用价值和推广意义。

管壳式换热器结构设计在化工、石油和能源等领域中，管壳式换热器是一种广泛应用的高效换热设备。

本文将详细探讨管壳式换热器的结构设计，包括材料选择、传热原理和应用特点等方面的内容，旨在提高设备的传热效率和可靠性。

MMC主回路拓扑结构
什么是MMC? 模块化多电平换流器（modular-multilevel-converter，MMC）的
简称。siemens和中国电科院所投运的VSC-HVDC工程均采用此拓扑结 构。现在泛指半桥-模块化-多电平-逆变器。
MMC主回路拓扑结构
三相 10 kV 电网
模块 1AU1
模块 2AU1
模块 2AU2
模块 2BU1
模块 2BU2
模块 2CU1
模块 2CU2
模块 2AU20
模块 2BU20
模块 2CU20
Larm
Larm
Udc
a
b
c
Larm
模块 2AL1
Larm
模块 2BL1
模块 2CL1
模块 2AL2
模块 2AL20
模块 2BL2
模块 2BL20
模块 2CL2
模块 2CL20
换流器1
换流器2
三相 10 kV 电网
MMC主回路拓扑结构
技术特点
siemens和中国电科院所投 运的VSC-HVDC工程均采用 此拓扑结构。
1）所需开关器件耐压低，对器件的一致性要求低； 2）电平数多，谐波大大降低； 3）开关频率更低，开关损耗更小，系统利用率更高。 4) 很容易实现背靠背结构，能量方便双向流动。 5）无需输出变压器，大大地减小了装置体积和损耗，并且 节约了成本。 6) 模块化的结构使得容量拓展和冗余设计更为容易。
I. 降压起动（起动电流减小，起动转矩随电压平方减小）
1 自耦变压器降压起动
2 Y 转换起动
3 定子回路串电抗器起动 4 用晶闸管构成的交流调压器降压起动
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2、鼠笼型异步电机

模块化多电平换流器原理及应用模块化多电平换流器是一种电力电子设备，用于实现多电平电压波形的转换和控制。

它由多个子模块构成，每个子模块负责产生一个电平的电压波形，通过合理的组合和控制，可以实现所需的多电平输出。

本文将介绍模块化多电平换流器的原理和应用。

1. 原理：模块化多电平换流器的原理基于电力电子技术和PWM调制技术。

它采用多个子模块，每个子模块包含一个逆变桥和一个滤波电路。

逆变桥将输入直流电压转换为交流电压，滤波电路对输出波形进行滤波，以得到所需的电平。

通过合理的控制和组合，可以实现多种电平的输出。

2. 应用：模块化多电平换流器在电力系统中有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：（1）高压直流输电系统：在高压直流输电系统中，模块化多电平换流器可以实现高效的电压转换和控制，提高输电效率和稳定性。

（2）电动车充电桩：模块化多电平换流器可以用于电动车充电桩中，实现对电动车的快速充电和电压的精确控制。

（3）可再生能源发电系统：在可再生能源发电系统中，模块化多电平换流器可以将不同类型的可再生能源（如太阳能、风能等）转换为交流电并注入电网。

（4）工业电力系统：在工业电力系统中，模块化多电平换流器可以实现对电力负载的精确控制和优化，提高电力系统的稳定性和效率。

3. 优势：模块化多电平换流器相比传统的换流器具有以下优势：（1）高效性：模块化多电平换流器可以实现高效的电压转换和控制，减少能量损耗和系统热量。

（2）灵活性：模块化多电平换流器由多个子模块构成，可以根据实际需求灵活组合和控制，适应不同的电压和功率要求。

（3）可靠性：模块化多电平换流器由多个子模块组成，故障发生时只需替换故障模块，不会影响整个系统的运行。

（4）可扩展性：模块化多电平换流器可以根据需求进行扩展，增加或减少子模块，以适应不同的应用场景。

4. 发展趋势：随着电力电子技术和控制技术的不断发展，模块化多电平换流器在未来有着广阔的发展前景。

以下是一些发展趋势：（1）提高功率密度：随着半导体器件的不断进步，模块化多电平换流器的功率密度将会越来越高，实现更小体积和更高效率的换流器。

MMC功率运行区域分析及环流切换控制策略林环城;王志新【摘要】通过对模块化多电平换流器(MMC)动态特性和控制机理的分析,提出基于系统容量、电容电压波动阈值以及最大瞬时调制比的功率运行区域确定方法,并通过该方法对环流抑制和环流注入控制策略在不同子模块电容配置下的功率运行区域进行了比较分析.该方法可以优化子模块电容参数选取,避免过度冗余设计.此外,提出基于电压预测的环流控制器,使在不同工作点下可根据分析结果直接进行最优环流控制模式切换.对某单一桥臂子模块数为20的MMC系统进行仿真研究,结果验证了所提功率运行区域分析方法及其环流切换控制策略的正确性和有效性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2018(038)008【总页数】7页(P31-37)【关键词】模块化多电平换流器;环流控制;功率运行区域;电容均压【作者】林环城;王志新【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240;上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM460 引言模块化多电平换流器MMC(Modular Multilevel Converter)作为在电压源型高压直流输电VSC-HVDC(Voltage-Source Converter High Voltage Direct Current)系统应用中极具吸引力的新型拓扑结构，具有诸多优良特性，如无需额外滤波器、运行效率高、可灵活调节无功以及具有黑启动能力等[1-3]。

针对MMC的基本结构、运行特性、控制策略以及调制方法等，国内外学者已开展深入研究并取得了诸多有价值的学术成果和应用成果[4-11]。

此外，围绕MMC高效建模、环流抑制、子模块电容均压控制及冗余子模块配置等方面，也开展了广泛的研究工作[12-17]。

MMC的功率运行区域主要受变压器容量、直流侧母线容量、电容电压波动阈值以及系统调制比限制。

由于MMC的输出相电压由上、下桥臂电压的差值决定，因而子模块电容电压波动将影响其瞬时可输出的相电压幅值。

《模块组合多电平变换器（MMC）研究》篇一一、引言随着电力电子技术的不断发展，高压大功率的电力变换系统在可再生能源并网、智能电网、大功率电机驱动等领域的应用越来越广泛。

模块组合多电平变换器（MMC）作为一种新型的高压大功率变换器拓扑结构，具有高可靠性、高效率、高灵活性等优点，成为当前电力电子领域研究的热点之一。

本文旨在探讨MMC的工作原理、控制策略以及应用现状，并对其未来的发展趋势进行展望。

二、MMC的工作原理MMC是一种基于模块化设计的多电平变换器，其基本思想是将整个变换器划分为多个子模块，每个子模块都包含一个电力半导体开关和相应的储能元件。

通过控制子模块的开关状态和投切顺序，实现多电平输出，从而获得更高的电压和功率等级。

具体而言，MMC由多个相单元组成，每个相单元包含多个子模块和一个串联的电感。

子模块通常由一个全桥或半桥电路和一个电容组成，通过控制桥臂上的开关器件，可以实现子模块的投切和电容的充放电。

在MMC中，通过控制每个相单元中子模块的投切数量和投切顺序，可以实现多电平输出，从而获得更高的电压和功率等级。

三、MMC的控制策略MMC的控制策略主要包括调制策略和环流控制策略。

调制策略是指如何将直流电源的电压转换为交流电源的多电平电压波形，通常采用最近电平调制（NLM）或特定谐波消除调制（SHEM）等方法。

环流控制策略是指如何抑制MMC中的环流，防止因环流过大而导致系统故障或损坏。

为了实现良好的控制效果，需要采用数字化控制技术对MMC进行实时监控和控制。

通常采用高性能的数字信号处理器（DSP）或现场可编程门阵列（FPGA）等设备，实现对MMC中每个子模块的开关状态进行精确控制。

此外，还需要采用适当的通信协议和控制系统网络架构，实现各个子模块之间的协调和同步。

四、MMC的应用现状MMC作为一种新型的高压大功率变换器拓扑结构，已经在可再生能源并网、智能电网、大功率电机驱动等领域得到广泛应用。

在可再生能源并网方面，MMC可以用于风力发电、太阳能发电等领域的并网逆变器，实现高效、可靠的能量转换和传输。

模块化多电平（MMC）电压源型换流器1柔直输电的基本原理柔性直流输电系统作为直流输电的一种新技术,也同样由换流站和直流输电线路构成。

柔性直流输电功率可双向流动，两个换流站中的任一个既可以作整流站也可以作逆变站运行，其中处在送电端的工作在整流方式，处在受电端的工作在逆变方式。

为简明起见，以典型的三相两电平六脉动型换流器的柔性直流输电换流站为例，介绍柔性直流输电的基本原理。

系统结构如图2-1所示。

由图虚线划分可知，两端柔性直流输电系统可以看作为两个独立的静止无功发生器（STATCOM）通过直流线路联结的合成系统；对于交流系统而言，交流系统向柔性直流换流站提供连接节点，即换流站与交流系统是并联的。

由以上柔性直流输电系统拓扑结构特点分析可知，柔性直流输电系统具有STATCOM进行动态无功功率交换的功能，除此之外，由于两个电压源换流器（VSC）的直流侧互联，它们之间又具备了有功功率交换的能力，可以在互联系统间进行有功潮流的传输。

图2-1两端VSC-HVDC结构示意图（1－两端交流系统；2－联结变；3－交流滤波器；4－相电抗/阀电抗器；5－换流阀；6－直流电容；7－直流电缆/架空线路。

背靠背式两端VSC-HVDC不包含7）柔性直流输电系统换流站的主要设备一般包括：电压源换流器、相电抗器/阀电抗器、联结变压器、交流滤波器、控制保护以及辅助系统（水冷系统、站用电系统）等。

电压源型换流器包括换流电路和直流电容器，实现交流电和直流电转换的换流电路由一个或多个换流桥并联（或串联）组成，目前在柔性直流工程中还未出现多个换流桥组成的组合式换流器，但组合式换流器可以达到降低开关频率，减少损耗的目的，在某些情况下也可能被采用。

电压源型换流桥可以采用多种拓扑结构，工程中常用的有三相两电平桥式结构，二极管钳位式三电平桥式结构、模块化多电平结构，还有工程中未曾应用，但研究者比较关注的二极管钳位多电平结构和飞跨电容多电平结构。

换流器中的每个桥有三个相单元，一个相单元有上下两个桥臂，每个桥臂或由一重阀（两电平）构成，或由两重阀（三电平）构成，或由多重阀（多电平）构成。

第３５卷第１期２０２１年１月兰州文理学院学报(自然科学版)J o u r n a l o fL a n z h o uU n i v e r s i t y ofA r t s a n dS c i e n c e (N a t u r a l S c i e n c e s )V o l ．３５N o ．１J a n ．２０２１收稿日期:２０２０Ｇ０６Ｇ０４作者简介:吴冬晖(１９９４Ｇ),男,安徽合肥人,在读硕生,研究方向:电气应用及电力系统．E Ｇm a i l :９３４１７９８＠q q．c o m．㊀㊀文章编号:２０９５Ｇ６９９１(２０２１)０１Ｇ００７７Ｇ０５基于P I R 控制的MM C 环流抑制策略吴冬晖(安徽理工大学电气与信息工程学院,安徽淮南２３２００１)摘要:模块化多电平换流器(MM C )在中高压领域备受关注,由于具有本身高度模块化的结构㊁良好的输出波形及冗余容错控制能力强等特点,在柔性直流输电系统中得到广泛的应用,但是在实际中MM C 的三相电流并不平衡,因为桥臂间有环流的存在,而且会导致系统的损耗增大．本文提出了一种控制策略,该策略在正负序坐标变换下,利用复合电流控制器(H C V C )来改善谐波特性．最后在E M T D C /P S C A D 中搭建了MM C 仿真模型,仿真结果证实了提出的控制策略切实可行．关键词:MM C ;循环电流;坐标变换;H C V C 中图分类号:TM ４６㊀㊀㊀文献标志码:A0㊀引言模块化多电平换流器(M o d u l a r M u l t i l e v e lC o n v e r t e r ,MM C )被认为是多级拓扑中最先进的转换器,而基于MM C 的高压直流输电(H V D C )是一种新的电压源转换器(V S C )技术[１]．模块化多电平换流器被认为是一项突破性技术,它具有可扩展性㊁模块化及电源质量良好和冗余功能．由于其特殊的级联拓扑结构,使得它的输出波形较为平滑㊁开关损耗较小㊁谐波的含量较低,在高压直流输电系统(H V D C )中得到了广泛应用[２]．与两电平电压源换流器(V o l t a ge S o u r c e C o n v e r t e r ,V S C )相比较,MM C 拓扑结构也存在一定的不足,因为相间能量分配不均衡造成其结构内部形成环流,并且桥臂电流会由于畸变,使得换流器内部的损耗变大[３],本文着重研究循环电流的谐波抑制．针对MM C 内部环流问题,提出一种控制策略,包括２倍频㊁负序旋转坐标变换和４倍频㊁正序旋转坐标变换．同时,利用改进的复合电流控制器(H y b r i dC u r r e n tV e c t o r C o n t r o l l e r ,H C V C )来替代P I 控制器和P R 控制器来改善谐波特性．1㊀MMC 的基本原理1.1㊀MMC 的基本结构三相MM C 的主电路结构示意图如图１所示,MM C 结构上共有６个桥臂,每个桥臂都有１个电感L 和N 个级联子模块(S u b ＧM o d u l e,S M ),每一相的上㊁下两个桥臂称为一个相单元[４]．桥臂电感是连接电感的一部分,可以抑制由子模块电容电压波动而造成的相间环流,同时还可有效抑制直流母线在发生短路故障时产生的冲图１㊀MM C 拓扑结构图击电流[５]．MM C 电路是模块化设计,通过控制上㊁下桥臂导通子模块个数可以使得换流器输出近似正弦的多电平波形．1.2㊀MMC 的数学模型由设计要求得MM C 单相等效电路如图２所示,L a r m 是桥臂串联电感,R 是等效桥臂上的损耗．u s j 表示换流器交流侧j 相电压(j ＝a ,b ,c ),u v j 和i v j 分别表示MMC 相单元j 的输出电压和电流,u p j 和u n j ,i n j 和i p j 分别表示MMC 第j 相的桥臂电压和桥臂电流[６]．图２㊀MM C 单相等效电路㊀㊀对第j 相,根据基尔霍夫电压定律列写上㊁下桥臂方程有:u v j ＝U d c ２－u p j －L a r m d i p jd t－R i p j ,(１)u v j ＝－U d c ２＋u n j ＋L a r m d i n jd t ＋R i n j ．(２)将式(１)和(２)分别作和与作差并化简,可得交㊁直流侧的动态数学模型:u v j ＝e j －R ２i v j －L a r m ２ d i v jd t(j ＝a ,b ,c ),(３)L a r m d i z j d t ＋R i z j ＝U d c ２－u p j ＋u n j２(j ＝a ,b ,c )．(４)其中:e j 为第j 相的内部电动势;i z j 为第j 相的内部循环电流[７],其定义方程如式(５)㊁式(６)所示．e j ＝u n j －u p j２,(５)i z j ＝i p j ＋i n j２．(６)图２中j 相电压控制为正弦波(如a 相):u a t ()＝u a m s i n ω０t ()＝k２U d cs i n ω０t ()．(７)式(７)中ω０是电压角频率,u a m 是相电压的峰值．k 在式(８)中定义为电压调制比:k ＝u a mU d c/２(),０ɤk ɤ１．(８)因此,上臂电压和下臂电压可表示为:u p a t ()＝U d c ２－u a t ()＝U d c ２１－k s i n ω０t ()(),u n a t ()＝U d c ２＋u a t ()＝U d c２１＋k s i n ω０t ()()．ìîíïïïï(９)同时,m 定义为电流调制比:m ＝i a m /２i d c/３．(１０)式(１０)中i a m 为a 相线电流的峰值．在稳态状况下,直流i d c 应该在三相中均分．所以桥臂电流可以描述为:i p a t ()＝i d c ３＋１２i a t ()＝i d c ３１＋m s i n ω０t ＋φ()(),i n a t ()＝i d c３－１２i a t ()＝i d c３１－m si n ω０t ＋φ()()．ìîíïïïïïïïïïï(１１)式(１１)中φ是功率因数角,则上臂和下臂的瞬时功率为:P p a t ()＝u p a t ()i p a t ()＝U d c i d c ６１＋m s i n ω０t ＋φ()１－k s i n ω０t ()()(),P n a t ()＝u n a t ()i n a t ()＝U d c i d c ６１－m s i n ω０t ＋φ()１＋k s i n ω０t ()()()．ìîíïïïïïïïï(１２)对式(１２)积分,将上臂和下臂的功率相加,计算a 相瞬时功率的交流分量:W P M (a c )＝W n a (a c )t ()＋W p a (a c )t ()＝U d c i d c /c o s φ６ω０s i n２ω０t ＋φ()．(１３)直流分量为:W P M (d c )＝N１２CU C ２．(１４)理想条件下的i z a 可以表示为:i z a ＝１３I d c ．(１５)但是,桥臂电流中不仅有基波分量,还有２倍频交流分量,若要进一步精确计算环流,则要对式(９)进行修正[８],修正后的表达式如下(以a 相为８７㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀兰州文理学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３５卷例):u p a t ()＝U d c ２１－k s i n ω０t ()()＋U ２f ２s i n２ω０t ＋φ(),u n a t ()＝U d c２１＋k s i n ω０t ()()＋U ２f２s i n２ω０t ＋φ()．ìîíïïïïïïïïïï(１６)U ２f 代表２倍频环流电压的峰值,电压的交流分量是负的[９]．因此相应的桥臂电流在２倍频环流也有一个交流分量,所以桥臂电流应该改为:i pa t ()＝i d c ３１＋m s i n ω０t ＋φ()()＋i ２fc o s２ω０t ＋φ(),i n a t ()＝id c３１－m s i n ω０t ＋φ()()＋i ２fc o s２ω０t ＋φ()．ìîíïïïïïïïï(１７)其中i ２f 是２倍频环流的峰值．然后根据之前的方法计算相单元的功率,并分析结果,相电压还存在４倍频分量,其中还包含一个正序交流分量,根据修正方程可以求其能量．依次类推,可以得出一个结论:环流中的交流部分仅具有偶数次谐波,而６n －４次为负序谐波,６n －２次为正序谐波,６n 次为零序谐波,其中,n ＝１,２,３ ．谐波等级越高,含量越少．2㊀控制策略选择根据上述对MM C 内部电流机理的公式分析,可以得出二次谐波和四次谐波是循环电流的主要组成部分,高阶是由低阶触发的,因此可以通过消除二次和四次谐波来抑制电路中环流．提出的控制策略如图３所示．图３㊀环流抑制的控制策略㊀㊀控制策略分别由２倍频和４倍频两个部分组成．２倍频要消除的是二次负序谐波,故采用负序旋转坐标变换,４倍频要消除的是四次正序谐波,同理采用的是正序旋转坐标变换．复合电流控制器(H C V C )用P I R 代替P I 控制器来改善谐波特性,消除衍生出来特定的谐波分量,由于２倍频正序旋转坐标变换会将四次正序谐波变成６倍频分量,因此H C V C 可以达到更好的控制效果．参考值i ∗z ２d ＝０,i ∗z ２q ＝０,目的是想要完全消除二次负序分量．P I 控制器的特点是可以实现对直流信号进行无静差跟踪,但不可以消除交流信号,因此会影响控制器的效果．相对地,P R 控制器的特点是可以对交流信号进行无静差跟踪,还可以用来抑制特定低次谐波．因此,采用P I 控制直流分量,P R 控制交流分量,通过混合交直流控制来消除６倍频分量,其谐振点为６ω０,复合电流控制器的传递函数为:G s ()＝k P ＋k I１s ＋k R ２ωC s s ２＋２ωC s ＋６ω０()２．(１８)MMC 的循环电流抑制控制器包括抵消交叉耦合电压的正向控制．最后经过变换,能够得到３种四阶参考值,三相参考值为:U z r e f ＝U z ２r e f ＋U z ４r e f ．(１９)调制波形中使用了环流抑制控制和电压平衡控制的参考信号,MM C 的整体控制结构如图４所示．调制技术采用的是C P S ＧS P WM ,电压平衡控制采用的是平均电压控制加独立电压控制．图４㊀MM C 整体控制框图3㊀仿真与实验结果为了验证本文所设计的控制策略是否有效,在E MT D C /P S C A D 仿真软件中建立了五电平MM C 仿真模型,电路参数如表１所列．９７第１期吴冬晖:基于P I R 控制的MM C 环流抑制策略表１㊀电路参数变量参数值有功功率/k W ８００无功功率/k W ０电网电压/k V ３电网频率/H z５０直流电压k V /６桥臂模块数目６模块电容容量/m F ２．５桥臂电感/mH４交流滤波电感/m ３仿真中使用的是定直流电压㊁定有功功率控制,有功参考值为８００k W．初始工作状态为未投入环流抑制,当t ＝１ ３s 时,开始对系统投入环流抑制．图５㊀抑制前A相桥臂电流图６㊀抑制后A 相桥臂电流抑制前后的桥臂电流图如图５和图６所示．图５表示未使用控制策略的A 相桥臂电流,图６表示使用控制策略后A 相桥臂电流．抑制前后使用控制策略的相间环流如图７和图８所示．图７表示未使用控制策略的a b 相间的环流,图８表示使用控制策略后a b 相间的环流．抑制前后总谐波畸变率如图９和图１０所示．图９表示抑制前总谐波畸变率(T H D )波形,图１０表示抑制后总谐波畸变率(T H D )波形．根据前后仿真图对比,可以证实该控制策略是确实有效,不仅A 相桥臂电流波形趋于正弦信号,相间的环流也被大大的抑制,总谐波畸变率(T H D )也由４４．６５％大大减小到５．８％．图７㊀抑制前a b相间环流图８㊀抑制后a b相间环流图９㊀抑制前总谐波畸变率(T H D)图１０㊀抑制后总谐波畸变率(T H D )０８㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀兰州文理学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３５卷4㊀结束语本文从MM C 内部结构出发,分析了桥臂间存在环流的机理,证实了２倍频和４倍频的存在,并得出一个结论．环流仅存在于偶数次谐波,其中以二次谐波和四次谐波最为主要．在前人P I 和P R 控制器分别控制的基础上,设计了基于H C V C 控制器的环流抑制策略,同时对直流和交流信号都能够进行无静差跟踪．通过仿真结果来看,使用H C V C 控制器环流抑制策略的方案是切实可行的．参考文献:[１]薛英林,吴方劼,张涛,等．基于P S C A D /E M T D C 的多端柔性直流输电系统并行仿真计算[J ]．电力建设,２０１６,３７(２):１０Ｇ１７．[２]鲜嘉恒．基于自抗扰控制技术的MM C 控制策略研究[D ]．北京:中国矿业大学,２０１９．[３]苑宾,许建中,赵成勇,等．模块化多电平换流器P R环流抑制器优化设计[J ]．中国电机工程学报,２０１５,３５(１０):２５６７Ｇ２５７５．[４]袁义生,唐喆．MM C 换流器桥臂电感短路故障特性研究[J ]．电力系统及其自动化学报,２０２０,３２(１):７３Ｇ７８,８５．[５]熊岩,赵成勇,许建中．模块化多电平换流器电容电压均衡排序算法综述[J ]．电力工程技术,２０１７,３６(２):１Ｇ８．[６]张臣,叶华,韦凌霄,等．不平衡状态下MM C 双回路环流抑制策略[J ]．电工技术学报,２０１９,３４(９):１９２４Ｇ１９３３．[７]屠卿瑞．模块化多电平换流器型直流输电若干问题研究[D ]．杭州:浙江大学,２０１３．[８]屠卿瑞,徐政,郑翔,等．模块化多电平换流器型直流输电内部环流机理分析[J ]．高电压技术,２０１０,３６(２):５４７Ｇ５５２．[９]朱经纬．模块化多电平变换器控制策略研究[D ]．北京:中国矿业大学,２０１７．[责任编辑:李㊀岚]MM CC i r c u l a t i o nS u p p r e s s i o nS t r a t e g y Ba s e do nP I RC o n t r o l WU D o n gＧh u i (S c h o o l o fE l e c t r i c a l a n d I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g,A n h u iU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,H u a i n a n２３２００１,A n h u i ,C h i n a )A b s t r a c t :M o d u l a rm u l t i l e v e l c o n v e r t e r (MM C )h a s b e e nw i d e l y u s e d i n t h e f i e l do fm e d i u ma n dh i gh v o l t a g e ．D u e t o i t sh i g h l y m o d u l a rs t r u c t u r e ,i th a s g o o do u t p u tw a v e f o r m a n ds t r o n g r e d u n d a n c yf a u l t Ｇt o l e r a n t c o n t r o l a b i l i t y ,a n dh a sb e e nw i d e l y u s e d i n f l e x i b l ed i r e c t c u r r e n t t r a n s m i s s i o ns ys t e m (V S C ＧH V D C )．I n p r a c t i c e ,t h e t h r e e Ｇph a s e c u r r e n t o fMM C i s n o t b a l a n c e d ,b e c a u s e o f t h e e x i s t e n c e o f c i r c u l a t i o nb e t w e e n t h eb r i d g ea r m s ,w h i c hw i l l i n c r e a s e t h e l o s so f t h es y s t e m．I nt h i s p a pe r ,a c o n t r o l s t r a t e g y i s p r o p o s e d ,w h i c h a p p l i e s c o m p o s i t e c u r r e n t c o n t r o l l e r (H C V C )t o i m pr o v e h a r m o n Ｇi c c h a r a c t e r i s t i c su n d e r p o s i t i v ea n dn e g a t i v eo r d i n a l c o o r d i n a t et r a n s f o r m a t i o n ．F i n a l l y,t h e MM C s i m u l a t i o n m o d e l i s b u i l t i nE MT D C /P S C A D ,a n d t h e s i m u l a t i o n r e s u l t s p r o v e t h a t t h e p r o p o s e d c o n Ｇt r o l s t r a t e g yi s f e a s i b l e ．K e y wo r d s :MM C ;c i r c u l a t i n g c u r r e n t ;c o o r d i n a t e t r a n s f o r m a t i o n ;H C V C １８第１期吴冬晖:基于P I R 控制的MM C 环流抑制策略。

0 引言MMC 由于其高度模块化的优点，可以独立控制每个桥臂的子模块SM，使每个子模块SM 的电压可以独立输出叠加，从而叠加出高电压，无需在多个绕组间叠加变压器，可以容易实现交流侧的四象限运行。

但也正是由于分布式的电容分布，拓扑结构中存在电容悬浮并串联在桥臂中，使电容电压无法时刻保持均衡，当电流经过悬浮电容传递到负载，造成电压波动，三相各桥臂之间产生相间环流，相间环流如果不加控制，将会使桥臂损耗增加，桥臂电流发生畸变，提高了开关器件的额定容量，产生高次谐波分量，严重破坏电流电压质量，但由于相间环流只存在于换流器内部，不能从根本上消除，但可以进行控制，采用合适的控制策略对相间环流进行抑制很有必要。

1 相间环流的产生机理图1所示的是MMC 的等效电路图，换流器的交流侧通过变压器与交流系统相连接，该侧的相电压和电流分别为vjU 和j I （j=a，b，c 下同），s L 为串联在桥臂的电抗器的电感，电阻s R 用来等效为桥臂的损耗，dc U 为直流输入电压，dc I 为输入电流，各子模块的桥臂电压分别用an U 和ap U 表示，其中下标n 和p 分别表示上桥臂和下桥臂，对应的电流分别为anI 和ap I ，其参考方向如图1所示，由图可知，三相MMC 在各相间产生环流，只在三个相单元中流动，与外界无关。

因为MMC 换流器的各相单元是对称的，以A 相为例分析，图2是简化后的MMC 等效电路图，其中aira I 是A 相中流过的环流大小，由图2容易看出：图1 MMC 的等效电路图图2 MMC 单相简化电路图This paper mainly studies the generation principle and suppression strategy of circulating current.Keywords: modular multilevel converter; circulating current suppression; control strategy47j e =2njpjU U − （6）不平衡压降就是不平衡电流sj I 在桥臂的电抗和电阻上产生的压降，根据KVL 可知，不平衡压降为：cirjcirj armarm cirj di U =L +R i dt（7）不平衡电流作为内部的补偿电流用来抑制环流的大小，桥臂上的二倍频电压大小和阻抗上的电压的极性相反，因此为消除二倍频分量，可以在不平衡电流上加上一个修正分量，用于抵消环流中产生的励磁电压。