圖2a中，C為直流側電容，R為模塊等效損耗電阻，ik為橋臂電流，uk為模塊輸出電壓基波量。子模塊單元吸收和發出的有功量由ik，uk及其相位角θ決定。從而，通過調節uk的幅值與相位可對直流側電容電壓進行調節。調節量與ik有關，將其設計為P調節器，其輸出疊加到交流側無功補償控制輸出的調制波上，這不影響交流側無功功率控制。根據交、直流側控制算法分析可得級聯型STATCOM控制框圖如圖3所示。其中，Sak，Sbk，Sck為CPS-SPWM的調制波。

5 實驗驗證
為驗證控制策略，研制了一臺3級的MMCC系統，主電路參數：電網電壓有效值Us=230 V，電網頻率f=50 Hz，并網電感Lc=4 mH，模塊直流側電容C=3 400μF，直流側電容電壓Udc=50 V，額定輸出電流Ic=10 A。實驗平臺主控制器為基于VME總線的控制機箱，實驗設備通過自耦變壓器與380 V電網連接。圖4為變換器輸出相電壓uca，線電壓ucab，直流側充電電壓Udcal，電網相電壓usa和電網相電壓相位角θ波形。其中，uca為7電平，ucab為13電平，uca與usa同相位。圖5為變換器動態實驗波形，其中無功功率電流分量是通過VME機箱的D／A板輸出測得。電流值為6 A，在容性模式下變換器輸出電流THD為2．8％，在感性模式下的變換器輸出電流THD為3．5％。

無功電流iq為控制系統D／A輸出的波形，此處只表現動態波形。圖6示出無功功率補償系統，在負載為容性情況下，加入補償前后usa，isa波形。由圖可知，系統補償效果良好。

6 結論
對級聯型靜止同步補償器的主電路結構與原理，載波相移PWM技術，功率解耦控制算法和分布式直流側電壓控制算法進行了研究，在一臺以VME機箱控制的3級模塊化級聯多電平變換器靜止同步補償器系統上對控制策略進行了實驗驗證，實驗結果表明，功率解耦控制算法實現簡單，計算量小，其控制的靜止同步補償器系統動態性能良好：分層、分布式直流側電壓控制算法可有效抑制直流側電容電壓的波動。以上算法亦可推廣到多級高壓模塊化級聯多電平變換器裝置上。