随着国家对新能源的重视和风电技术的迅速发展,国内风电场的规模正逐年上升。但大量的风电场并入系统后将引起系统电压、频率不稳定等一系列问题。通过在并网点加装无功功率补偿装置,可以有效补偿系统的无功功率,维持并网点电压稳定,阻尼系统的功率振荡,从而有效改善电力系统的稳定性。级联静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)因其模块化的结构特征,适用于高压大功率场合,是目前最具优势的无功补偿装置之一。但其易产生各模块直流侧电压不均衡的问题,在功率不稳定的风电系统中问题更加明显,因此本文对级联STATCOM的控制方法展开研究。首先,分别在系统有、无损耗两类情况下,讨论了级联STATCOM的工作原理,在此基础上建立了级联STATCOM在dq坐标系下的稳态数学模型,并对此数学模型进行解耦分析,得到前馈解耦的系统控制模型。其次,针对系统平衡情况下级联STATCOM直流侧电压不平衡问题,提出一种改进的分层控制方法。上层采用电压、电流双环控制实现装置全局电压的稳定及对系统的无功补偿,第二层采用本文提出的一种改进型误差矢量叠加方法,通过对调制电压指令的修正,微调各相吸收的功率,达到均衡各相直流侧电压的目的。第三层同样采用误差矢量叠加方法实现相内各模块直流侧电压均衡。此方法的优点在于三层控制不存在耦合,下两层控制不会对上层控制的有功功率产生影响。仿真结果验证了此方法能有效解决直流侧电压不平衡问题。最后,针对系统电压不平衡条件下级联STATCOM的系统补偿及直流侧电压均衡问题,建立了系统电压不平衡条件下级联STATCOM的数学模型,提出了一种改进的正负序双环控制策略。通过对正、负序有功与无功分量的独立控制,在实现无功和负序电流补偿的同时,实现装置全局稳压控制。各相之间采用注入零序电压的方法,平衡相间功率,实现相间电压均衡。相内各模块之间采用误差矢量叠加的方法,实现各模块直流侧电压均衡,仿真结果验证了此方法的有效性及可行性。