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无功发生器即静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)在高压大功率场合的应用将会非常普遍,但H桥STATCOM的直流侧电压平衡问题是限制级联H桥STATCOM应用的关键技术难题之一。本文提出了一种基于校正同步旋转角的基波正序电压检测方法,该方法可以实现三相电压不平衡时的正序和负序检测,避免了捕获同步旋转角的复杂的锁相环电路,实现了精确的基波电压检测。通过对瞬时无功功率的分析,提出一种在电网电压三相不平衡或含有谐波时仍能正确检测系统无功电流的改进p-q法、ip-iq法。本文在分析直流侧电压不平衡产生原因的基础上提出一种改进的H桥直流侧电压控制方法,通过同时改变微移相角与微调制比来控制H桥直流侧电压,其中对微移相角与微调制比的调节是基于均差的方法。仿真实验表明此方法能够快速找到微小移相角的调节范围并且试验次数显著减少,降低了以往对微小值的调节难度,改变了长时间大量反复试验的基本状况。文中在并联型损耗与混合型损耗存在的条件下进行仿真实验,最终得到了H桥直流侧电压平衡的仿真结果。本文对级联H桥STATCOM的直流侧控制方法改进后,搭建了8级H桥STATCOM装置的仿真实验模型,此仿真平台应用了基于PARK变换的状态解耦反馈控制方法,通过对负载反馈的无功电流量与有功电流量解耦来生成初始控制量,初始控制量为调制比与移相角。然后用此控制量与微控制角微调制比综合进而产生单级倍频CPS-SPWM所需要的正弦调制波。最终由单级倍频CPS-SPWM波控制每个H桥的开关器件。仿真实验得到8级H桥STATCOM运行在无功功率为600kVar的10kV系统中时的补偿效果与补偿后装置各个模块的参数仿真值。