一、 课题来源及研究意义

超级谐波（Supraharmonics）的这一术语于2013年IEEE PES年会上首次提出，其定义为2~150kHz范围内的谐波。随着新型电力电子设备被广泛应用^[1]，会使用到大量的变流器^[2]。其中变流器是通过电力电子器件的频繁通断来实现其电力变换的功能，它的输入输出特性具有明显的非线性特征，因此在其通断过程中会产生大量的谐波^[3]。而传统的谐波主要由晶闸管为代表的基于相控原理的电力电子装置产生，除了产生特征谐波外也产生高次谐波。

近些年来由于电力电子器件的发展，绝缘栅双极型晶体管得到了大量的应用，其控制所采用的脉冲宽度调制技术等使得其产生的超级谐波问题越来越突出^[4]。电网中超级谐波的存在会给电网带来交互影响和系统谐振等问题^[5]，同时也会为电力载波线通信造成一定的影响，使得电网中智能电表的测量结果发生偏差等。

而超级谐波与普通谐波的区别在于：（1）超级谐波包含2~150kH频率范围内的所有频率的电量，与基波没有直接的关系，而国际电工委员会对于谐波的定义为谐波分量的傅里叶级数中大于1的n次分量，n时谐波频率与基波频率之比的整数；（2）超级谐波的传播通常在邻近设备之间传播，只有小部分流向电网^[1]。

为了进一步区分超级谐波与普通谐波的区别以及解决电网中所存在的超级谐波的问题，在国家自然科学基金项目（N0.51277086）《电力电子混杂系统多模态谐振机理及其多功能复合有源阻尼抑制技术》上提出了《超级谐波产生机理及其抑制策略的研究》这一研究课题。

VSC的典型系统框图如图1 所示，本研究将以电压源换流器（voltage sourced converter，VSC）为基本研究对象，来研究其工作状态下的超级谐波的产生机理。对于电力电力器件而言，采用不同的控制方式，其产生的超级谐波状态也是不同的，通过在MATLAB/SIMULINK中对电力电子器件采用相位控制、斩波控制这两种控制方式来对其超级谐波的产生机理进行比较。同时对其抑制可以分别对其采用无源滤波技术（如LCL）与有源滤波技术（如并联有源电力滤波器，SAPF）进行抑制，并对其抑制结果进行比较。

图 1 VSC典型系统框图

二、国内外发展现状及发展趋势