随着新能源并网规模的不断扩大,伴随而来的系统无功不足、并网点电压波动等诸多问题开始凸显,需要利用快速无功补偿装置来保证新能源区域系统无功平衡,并维持并网点电压稳定。本文以级联H桥型STATCOM为研究对象,对其直流侧电容器类型和电容器电压检测方法进行改进和优化,提出适用于低容值STATCOM簇电压控制方案。介绍了级联H桥型STATCOM的工作原理及控制策略。介绍对比了3种常用调制策略,给出了几种实现直流侧电容器电压均衡的方案,指出簇电压控制器、电流控制器和单个电容器电压控制器之间的耦合关系并给出了解耦条件。搭建了解耦控制系统,为接下来对直流侧电容器电压的测控优化提供理论基础。对直流侧电容器电压检测方法进行改进。针对目前常规链内均压控制需要检测每一个H桥模块的电容器电压,导致检测成本增加的问题。通过分析载波相移正弦脉宽调制技术,总结了换流器桥臂输出电压与电容器电压之间的映射关系,首次发现了调制过程中的特殊开关模态。基于上述发现,提出了一种改进的无传感器电容电压检测方法,以解决现有无传感器检测算法中检测误差大、计算负担重和应用局限性等问题。利用仿真和实验平台,验证了理论分析的正确性和无传感器检测方法的有效性。对直流侧电容器类型进行改进并提出适用于低容值STATCOM的簇电压控制方案。薄膜电容器的可靠性远高于电解电容器,但是目前薄膜电容器电容值相对较低,若将低容值薄膜电容器应用于STATCOM,将对簇电压控制提出更高的要求。为此,根据电容器电压表达式,获得簇电压控制器的可变电压参考,实现对单相低容值STATCOM簇电压的精准控制。然后分析三相星型连接系统中零序电压产生原因及其对低容值STATCOM簇电压的影响,并相应提出上、下限簇电压控制模式,改善了电容器电压的控制效果。仿真和实验结果表明,所提测控方法能实现对三相低容值STATCOM的有效控制。