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静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)作为一种并联型无功补偿FACTS装置,因其良好的动态特性受到广泛重视。随着我国输电容量和负荷的不断增大,无功补偿向着高压大容量发展,链式STATCOM因具有模块化、多电平特性,便于扩展和实现冗余,成为无功补偿方面的研究和应用热点。近年来,链式主电路拓扑又有了新的发展,出现了混合级联多电平拓扑,为高压大容量无功补偿装置的研制开辟了一条新思路。本文提出了一种基于混合级联多电平换流器(Hybrid Cascaded Multilevel Converter, HCMC)的新型STATCOM,简称HCMC-STATCOM,主要研究了HCMC-STATCOM的控制策略、调制策略、H桥电容电压平衡控制策略和直流电容参数设计问题。本文提出的HCMC-STATCOM由常规二电平电压源换流器和H桥子模块级联而成的整形电路两部分构成。在其拓扑结构的基础上分析了HCMC-STATCOM的基本工作原理,并且建立了交流系统平衡情况下HCMC-STATCOM在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的数学模型。研究了功率前馈解耦控制策略,并设计了控制器实现整形电路和二电平换流器的协调配合,以及直流电容电压的控制；详细阐述了整形电路两种调制策略单极倍频载波移相SPWM调制策略(Carrier Phase-Shifting SPWM,CPS-SPWM)和最近电平逼近调制(Nearest Level Modulation,NLM)的实现方法；详细分析了HCMC-STATCOM的启动控制策略；利用PSCAD/EMTDC仿真验证了所提出控制策略、调制策略和启动策略的有效性。整形电路H桥直流电容电压的平衡是HCMC-STATCOM正常运行的前提。本文研究了在CPS-SPWM和NLM两种不同调制策略下的H桥直流电容电压平衡控制策略；通过PSCAD/EMTDC仿真对提出的电容电压平衡控制策略进行了有效性验证。直流电容器的参数直接影响HCMC-STATCOM的整体性能,本文对整形电路H桥直流电容和二电平换流器直流电容进行了理论参数设计；对HCMC-STATCOM与链式STATCOM在H桥数目、功率器件数目以及直流电容大小、数目以及所储存的能量方面进行了分析比较;总结了HCMC-STATCOM相对链式STATCOM和其他STATCOM的优点和缺点;利用PSCAD/EMTDC仿真对上述参数设计和分析进行了验证。