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随着我国电气化铁路的快速发展,铁路运送能力不断提升。同时,牵引供电负荷造成的无功、谐波等电能质量问题也愈加严重,成为影响电力系统电能质量和电气化铁路负荷安全稳定运行的重要因素。本文以治理电气化铁路电能质量问题为背景,对链式STATCOM的控制策略进行了深入研究,使得链式STATCOM在补偿牵引负荷无功电流、提高功率因数的同时,抑制谐波电流,实现链式STATCOM的多目标控制。本文主要围绕以上内容展开研究。链式STATCOM数学模型是实现控制策略的基础。本文从链式STATCOM的基本工作原理入手,基于开关函数,推导了链式STATCOM的开关周期平均模型,利用在直流工作点附近对系统进行小信号扰动线性化处理的方法,得到了系统的交流小信号模型,为设计链式STATCOM的控制策略奠定了基础。准确的无功及谐波电流检测是链式STATCOM能够实现控制目标的前提。本文在简单介绍了三相系统无功及谐波电流检测方式之后,针对传统单相系统无功及谐波电流检测方式的延时问题,给出了单相系统无功及谐波电流的无延时检测方法。链节悬浮电容电压的平衡控制是STATCOM能够稳定安全运行的关键。本文通过分析单元悬浮电容电压的变化规律,提出一种基于瞬时有功功率平衡的电容电压平衡控制策略。在进行了详细的理论分析后,通过Matlab/Simulink仿真对控制策略的可行性进行了验证。无功及谐波电流的补偿方法是链式STATCOM的关键技术。考虑到在单相系统中传统PI调节器无法实现对交流给定信号的无静差跟踪,给出了一种可以无静差跟踪交流信号的多PR并联调节器。在分析了链式STATCOM的死区效应后,引出了一种基于无效器件的死区补偿方法。并提出了链式STATCOM的多目标整体控制策略,给出了控制框图,最后通过Matlab/Simulink仿真对控制策略进行了可行性验证。在明确了系统的控制策略之后,介绍了链式STATCOM控制系统硬件平台的设计,主要包括硬件控制板件的设计及DSP、 FPGA软件程序的设计。最后,基于半实物仿真平台及工业样机对5链节串联的链式STATCOM进行了实验,并对实验结果进行了简要分析。