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D-STATCOM作为一种配电网无功补偿、电能质量治理的手段得到广泛研究应用。级联型配电变集成化补偿技术(DT-STATCOM)将级联型补偿装置与配电变压器相集成,通过灵活选择补偿装置接入点电压,能有效降低对开关器件的耐压要求,实现对配电网电能质量集中治理,具有补偿容量大、输出谐波含量低以及初始投资少等技术优点。本文基于级联型DT-STATCOM的拓扑结构,对无功补偿与不平衡校正控制方法展开理论研究和实验验证。首先,阐述了级联型DT-STATCOM的结构方案和基本补偿原理。重点分析了级联型DT-STATCOM补偿装置的主电路拓扑结构、输出滤波器以及集成方式。研究随着抽头位置的变化,抽头处电压幅值和相位与变压器高压侧相电压之间的相互关系。利用磁动势平衡原理,分析注入补偿电流在变压器绕组中的分布规律。然后,引入零序电压注入法解决级联型DT-STATCOM的相间均压问题,研究了相关原理和控制策略。建立DT-STATCOM系统的正负序数学模型,并分别分析计算补偿电流中的负序分量和注入零序电压对各相链节产生的不平衡功率。利用功率平衡原理,求解完全平衡负序电流带来的不平衡功率和调节电容电压状态所需零序电压。从控制系统不发生过调制的约束条件,分析推导出DT-STATCOM不平衡补偿能力。搭建MATLAB/Simulink仿真模型,对控制算法进行验证。接下来,构建级联型DT-STATCOM的无功补偿和不平衡校正综合控制策略。针对补偿电流注入点与指令电流检测点之间存在电气量差异的特点,采用幅值和相位补偿实现正负序指令电流检测;采用前馈解耦控制实现指令电流跟踪,消除dq分量之间的耦合关系提升动态性能;采用分层控制策略实现直流侧电容电压平衡控制,从能量分配的角度阐述电容电压控制的本质。通过仿真分析,对综合控制策略进行了验证。最后,构建了级联型DT-STATCOM系统试验平台。阐述试验平台硬件系统和软件流程设计,并进行了动模试验对级联型DT-STATCOM的系统方案和无功补偿算法进行了验证。