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摘要：近些年,大量的无功污染,对电力设备的危害日益严重,因此无功功率的就地补偿已经成为电力系统一个亟待解决的重要课题。级联多电平STATCOM由于其高度的模块化、较好的输出电压波形及其控制相对容易实现等优点,在工程实践中得到了广泛的应用。但级联结构采用了多个独立直流电容,各个电容在运行中会出现电压不平衡,而这种电压不平衡现象影响了STATCOM装置的无功补偿效果,甚至影响其稳定运行,所以直流电容电压的平衡控制成为了级联STATCOM研究的关键点之一,本课题研究了一种无功功率补偿和直流侧电容电压平衡统一控制的级联STATCOM控制方法。传统控制方法将电容电压平衡控制和功率调节模块结合起来设计,本文打破了这一常规,将无功功率补偿和电容电压平衡统一控制,与PWM技术相结合,提出了一种新颖的基于统一算法的级联PWM控制技术,该控制策略不需要对每个H桥模块的调制系数进行逐个调整,整个装置只有3个PWM控制器。文章首先介绍了应用于STATCOM的多电平变换器拓扑结构发展历程。然后阐述了STATCOM的原理。接着通过对比分析引出级联多电平变流器,总结了级联结构STATCOM的优点。还详细研究分析了引起直流侧电容电压不平衡的原因,并对可能的原因进行仿真验证,针对引起不平衡的因素,研究了几种常见的直流侧电容电压平衡的控制思想,分析了各自的优缺点。接下来建立了级联STATCOM数学模型,设计了一台10kV、2MVar(?)勺级联25电平STATCOM的主电路参数和控制方法,该控制方法上层采用了功率解耦控制,底层采用了基于统一算法的级联PWM控制。该方法和传统控制方法相比,由于可将电压平衡控制策略在FPGA中实现,从而减小了主控制器的计算负荷,也减少了整个系统的计算负荷；另外还降低了控制器控制参数的设计难度,提高了系统的稳定性。最后在MATLAB中对该级联25电平STATCOM进行稳态特性和动态特性的仿真,结果表明采用该控制策略的级联STATCOM无功补偿效果及直流侧电容电压平衡效果良好。