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提出一种单相级联H桥结构的牵引供电系统谐波阻抗测试装置,采用干预式法向牵引网中注入频率和幅值可控的谐波电流以测量谐波阻抗。建立了测试装置与牵引供电系统之间的功率潮流关系,分析了其工作原理。控制系统采用分层控制策略:顶层功率控制用于从牵引供电系统中吸收有功平衡自身损耗;二层谐波控制用于产生谐波电流;三层均压控制用于均衡各H桥变流器电容电压。对控制策略进行了理论分析和仿真研究,最后在小功率实验平台上进行实验验证,结果表明应用该测试装置能够准确测量系统谐波阻抗。