题目：级联H桥多电平STATCOM直流电压控制策略研究

本文主要研究星型连接级联H桥逆变器型STATCOM的直流电容稳压控制策略。在已有的传统三级稳压控制算法基础上，本文引入一种利用负序电压调节STATCOM装置有功功率吸收从而调节其直流电容电压的换流链稳压控制策略。该方法与经典dq坐标系解耦控制算法相互配合，并在针对每个级联功率单元的稳压控制部分采用瞬时电流跟踪控制算法，最终实现STATCOM装置的直流电容稳压控制。负序电压注入稳压方法相较于传统三级稳压控制中的换流链稳压算法，具有控制环节之间解耦，不引用装置输出电流的优点，这些优点可以降低不同控制环节之间的影响，并在装置处于并网热备用状态时可以提高装置自身稳定性。在实现上述稳压控制算法的同时，为了优化控制算法，本文还引入了利用动态软锁相环和陷波器提高装置锁相精度和精确快速提取电压、电流正、负序分量的工程实践策略。文中提到的这些控制算法都已经在STATCOM实际装置中得到了应用，具备较高的可靠性。另外，针对STATCOM装置稳压控制的细节问题和动态过程，本文提出了针对输出电流容感性切换过程的动态稳压算法，还分析了装置交流电感的大小对装置直流电容电压稳定的影响问题。本文通过仿真和数学分析，提出STATCOM装置输出电流发生容感性突变的过程中分别在每相换流链电流峰值处进行输出切换的优化策略，该策略可以降低装置直流电容电压在容感性切换过程中的动态响应速度和稳定性。针对装置交流电感对直流电压的影响问题，本文通过仿真研究和数学分析，提出在满足输出谐波要求的前提下尽量减小交流电感可以提升装置的动态响应速度和稳定性的结论。本文提到的各部分控制策略都在Matlab/Simulink软件仿真环境和实时数字仿真仪（RTDS，Real Time Digital Simulator）半实物仿真环境进行了相应的验证实验。通过实验结果可以证明，本文提出的控制算法可以实现相应的控制目标。