更新时间：作者：小小条
中低压配电网正迎来一场变革。随着分布式光伏、风电等新能源大规模接入，电网潮流的“自由流动”带来了新问题——线路反向重载、电压波动、谐波增多，直接影响电网的安全稳定。
传统解决方法之一，是在电网关键节点加装“柔性潮流转供装置”。它像一名智能交通指挥，能主动调节电力流向，改善电能质量。但以往这类设备往往需要配备隔离变压器，导致体积大、成本高、效率打折扣。
于是，无隔离变压器的“非隔离型”装置成为新方向。它更轻、更便宜、效率也更高，可广泛应用于储能接入、电能质量调节甚至应急供电。但问题也随之而来：设备内部多个变流器在高速开关过程中，会产生一种“共模环流”。
你可以把它想象成电路里的一股“暗流”。它不参与正常供电，却会在设备内部乱窜，导致谐波增加、保护装置误动作，严重时甚至会烧毁器件。这成了推广非隔离型转供装置的最大技术障碍。
过去，工程师们主要从两个思路应对：一是在电路里加装磁环（共模扼流圈）来阻挡这股电流，但会重新增加体积和成本；二是改进控制算法，比如避免使用某些开关状态来降低干扰电压的峰值，但往往顾此失彼，导致供电波形变差。
关键在于，传统方法都在试图压低干扰电压的“峰值”，属于间接且开环的控制，效果并不理想，就像只堵住了洪水最强的浪头，却挡不住绵延的水流。
天津大学电气自动化与信息工程学院等单位的曹晓军、何晋伟等研究者，提出了一种更精准直接的解决方案。他们不再只盯着电压峰值，而是抓住了问题的核心——开关周期内的平均共模电压。
图1 系统总体控制框图
研究者首先建立了精确的数学模型，揭示了平均共模电压与共模环流之间的直接数量关系。他们发现，其中特定频率的分量（主要是3次和9次谐波）是产生环流的主因。
基于此，他们创新性地提出了一种“闭环抑制”策略。简单说，就是实时监测共模环流，并通过协同控制两侧变流器的开关动作（即零矢量重新分配），动态调节平均共模电压的大小，从而像“精准靶向治疗”一样，直接削弱甚至消除指定次数的干扰环流。
图2 实验平台
巧妙的是，这种调控是在不影响装置正常工作的前提下完成的。也就是说，在它平稳调节电网功率、电压的同时，能同步抑制内部的寄生环流，两者互不干扰。
实验证明，该方法能有效抑制共模环流，且对系统参数变化不敏感，鲁棒性更强。这项技术不仅适用于两端口装置，通过协同控制多个端口的开关状态，未来也有望扩展到更复杂的多端口柔性电网设备中。
当然，目前研究主要针对三相三线制系统。对于能接零线、功能更灵活的三相四线制系统，其环路结构不同，共模电流的流通机理也有差异，这将是下一步的研究方向。
随着这项技术的成熟与推广，未来我们有望用上更轻便、高效、安静的柔性电网设备，为高比例新能源的平稳接入和智能配电网的安全运行，提供更可靠的支撑。
本工作成果发表在2025年第1期《电工技术学报》，论文标题为“非隔离型低压柔性潮流转供装置共模电流直接闭环抑制策略”。本课题得到国家自然科学基金资助项目的支持。
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