电网电压跌落下基于零序电压注入的星形级联H桥STATCOM相间直流电压均衡控制策略 被引量：19

1

作者 陆道荣 沙辰星 +2 位作者 周骏贵 夏玲芳 胡海兵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期2924-2931,共8页

星形级联H桥STATCOM通常采用零序电压注入的方式实现相间直流电压均衡。不同于负序电流注入,基于零序电压注入的相间直流电压均衡控制在三相三线系统中不会产生零序电流,有利于系统的电能质量。在传统的控制算法中,零序电压通过不平衡... 星形级联H桥STATCOM通常采用零序电压注入的方式实现相间直流电压均衡。不同于负序电流注入,基于零序电压注入的相间直流电压均衡控制在三相三线系统中不会产生零序电流,有利于系统的电能质量。在传统的控制算法中,零序电压通过不平衡的有功功率与电流计算得出。控制算法包含大量的复杂运算与矩阵运算,需要消耗控制器大量的资源,不利于系统设计与扩展。不仅如此,为了提高电网电压不平衡下的动态性能,在前馈控制中引入正负序分离,增加控制算法的复杂度。为了简化控制算法,该文提出采用PI调节器线性调节零序电压在dq坐标系上的直流分量。同时,通过理论分析,发现前馈控制中的零序电压与电网零序电压相等,故可去除正负序分离,进一步简化算法。最后,搭建400V/7.5kvar的星形级联H桥STATCOM样机验证所提出的控制算法。 展开更多

关键词 星形级联h桥statcom 零序电压注入 相间直流电压均衡控制 正负序分离

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电网电压不平衡下星形级联H桥STATCOM的三相直流电压偏离控制策略 被引量：3

2

作者 华明 管松敏 朱永亮 《电源学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期165-171,共7页

电网电压不平衡下,星形级联H桥STATCOM的三相直流电压通常被控制为相等。然而,为了应对电网的负序电压,三相调制波会变得不平衡。不平衡的调制波会减少STATCOM输出电压的阶梯数,同时还会使得三相直流电压的二次脉动不平衡,由此增加了输... 电网电压不平衡下,星形级联H桥STATCOM的三相直流电压通常被控制为相等。然而,为了应对电网的负序电压,三相调制波会变得不平衡。不平衡的调制波会减少STATCOM输出电压的阶梯数,同时还会使得三相直流电压的二次脉动不平衡,由此增加了输出电流的高频与低频的谐波含量。不仅如此,输出电流中还需要注入负序分量用来重新分配三相有功功率实现三相直流电压均衡,由此不利于电网的电能质量。为了提高电流的质量,在电网电压不平衡下将三相直流电压调节为不相等值,从而保证三相调制波的平衡且三相调制最大。基于这个思想,通过正负序分离,在满足电流平衡的前提下推导出三相直流电压参考值。同时,为了维持三相直流电压的稳定,推导了由三相直流电压偏差所产生的输出零序电压,由此分析STATCOM三相输入的功率流,发现由负序电压和零序电压产生的功率相互抵消,这就意味着STATCOM的三相直流电压可以自稳定,无需注入额外的负序电流用来实现三相直流电压稳定。最后,搭建400 V/±5 kvar的星形级联H桥STATCOM样机,验证了提出方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 级联h桥statcom 不平衡电网电压 谐波特性 三相直流电压自稳定

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基于级联H桥换流器的APF-STATCOM的控制与调制 被引量：26

3

作者 林志勇 江道灼 +3 位作者 周月宾 郭捷 胡鹏飞 梁一桥 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期91-96,共6页

有源滤波器(APF)和静止同步补偿器(STATCOM)在电力系统应用中都是独立开来,分别进行谐波抑制和无功补偿。将APF和STATCOM功能结合起来,以级联H桥换流器构成APF-STATCOM装置,同时实现无功补偿和谐波抑制。在分析级联H桥APF-STATCOM拓扑... 有源滤波器(APF)和静止同步补偿器(STATCOM)在电力系统应用中都是独立开来,分别进行谐波抑制和无功补偿。将APF和STATCOM功能结合起来,以级联H桥换流器构成APF-STATCOM装置,同时实现无功补偿和谐波抑制。在分析级联H桥APF-STATCOM拓扑及其工作原理的基础上,提出了一种简单有效的控制策略;针对级联H桥换流器各子模块间的电容电压均衡问题,采用最近电平逼近调制(NLM)并提出了一种适用于级联H桥换流器的电容电压均衡控制策略。利用PSCAD/EMTDC对36级联H桥APF-STATCOM进行了建模仿真,结果验证了该控制策略和电容电压均衡控制策略的可行性和有效性,并表明所提出的电容电压均衡策略能有效避免H桥模块IGBT不必要的频繁开关,减少器件的开关频率。 展开更多

关键词 级联h桥APF—statcom 无功补偿 谐波抑制 最近电平调制 电压均衡控制策略

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H桥级联STATCOM的控制策略及仿真 被引量：12

4

作者 陈兴华 朱长胜 +1 位作者 王海龙 白雪垠 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第19期119-122,共4页

介绍一种新型H桥级联静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的拓扑结构,它由传统的12脉冲变换器和一个H桥链构成,结合了多电平、软开关和注入技术,降低了交流侧电压谐波含量,解决了串联开关动态电压平衡的问题。文章... 介绍一种新型H桥级联静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的拓扑结构,它由传统的12脉冲变换器和一个H桥链构成,结合了多电平、软开关和注入技术,降低了交流侧电压谐波含量,解决了串联开关动态电压平衡的问题。文章证明了其在大功率场合下应用的可行性和稳定性,针对系统的强非线性,利用局部线性化的方法,采用单变量控制策略设计比例积分调节器,实现闭环控制。仿真结果验证了该拓扑结构的STATCOM的优越性和所采取控制策略的可行性。 展开更多

关键词 h桥级联 静止同步补偿器(statcom) 比例积分(PI)调节器 谐波含量 动态电压平衡

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风电场无功补偿工况下级联H桥STATCOM电压平衡控制 被引量：15

5

作者 朱瑛 饶军 郭旭滨 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期97-105,共9页

针对风电场高电压、大功率场合需要进行无功功率补偿的问题,提出一种基于级联H桥STATCOM的无功功率补偿控制及三相直流电压平衡控制方法。在对较大规模风电场等值的基础上,考虑了风电场中可能出现的电压不平衡情况,在正序和负序坐标系... 针对风电场高电压、大功率场合需要进行无功功率补偿的问题,提出一种基于级联H桥STATCOM的无功功率补偿控制及三相直流电压平衡控制方法。在对较大规模风电场等值的基础上,考虑了风电场中可能出现的电压不平衡情况,在正序和负序坐标系下分别提出了风电场无功功率补偿控制策略。为实现级联H桥STATCOM三相电容电压的平衡控制,分析了风电场与级联H桥STATCOM之间的功率流动,并根据有功功率流动情况,计算了相间电压控制的前馈补偿量和三相需要注入的零序电压,在反馈控制基础上加入前馈控制,从而提高了相间电压平衡的准确性。最后,在MATLAB/Simulink中建立风电场等值模型和级联H桥STATCOM无功功率补偿模型,仿真结果验证了在稳态和电网故障的情况下,所提控制策略对风电场动态无功功率补偿和对级联H桥STATCOM相间电压平衡的有效性。 展开更多

关键词 风电 无功补偿 电网电压不平衡 级联h桥statcom 相间电压平衡控制 前馈控制

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基于MATLAB/Simulink的快速FCS-MPC级联H桥STATCOM耗散功率计算及分析 被引量：2

6

作者 方蒽 张永磊 《电测与仪表》 北大核心 2017年第7期7-15,共9页

针对一种应用于级联H桥STATCOM的快速FCS-MPC策略,基于MATLAB/Simulink建立的通用器件耗散功率计算模型,结合器件特性及工作状态参数,仿真计算耗散功率,得到各种极端工作条件下,器件稳态耗散功率值及结点温度的波动范围。通过实验平台测... 针对一种应用于级联H桥STATCOM的快速FCS-MPC策略,基于MATLAB/Simulink建立的通用器件耗散功率计算模型,结合器件特性及工作状态参数,仿真计算耗散功率,得到各种极端工作条件下,器件稳态耗散功率值及结点温度的波动范围。通过实验平台测试,验证了此方法的有效性和准确性。定量分析了电网电压、控制时间和开关损耗权重系数等参数改变对器件耗散功率的影响,为设备产品化热设计提供了参考范围及典型值,有利于分配合理的通路热阻,评估变流器热管理的合理性和可靠性。 展开更多

关键词 耗散功率 FCS-MPC 级联h桥拓扑 statcom

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基于STM32分布控制的级联H桥STATCOM设计 被引量：2

7

作者 王袤野 张延迟 解大 《电测与仪表》 北大核心 2018年第15期104-109,共6页

针对目前级联H桥STATCOM存在的结构的冗余度较低;采用IGBT时成本较高;控制系统与触发系统的电源较为复杂;系统信息传递由于隔离的需要,必须选用光纤通信,研究并设计了一款基于STM32分布控制的级联H桥STATCOM装置。文中介绍了该装置基本... 针对目前级联H桥STATCOM存在的结构的冗余度较低;采用IGBT时成本较高;控制系统与触发系统的电源较为复杂;系统信息传递由于隔离的需要,必须选用光纤通信,研究并设计了一款基于STM32分布控制的级联H桥STATCOM装置。文中介绍了该装置基本拓扑结构与控制系统的实现原理;采用低次谐波最小法原则计算出每个H桥中MOSFET的开通关断时间,实现拟合正弦波输出。分布控制部分由STM32系列芯片作为控制芯片,控制各H桥的触发、信息采集并将信息传递给作为主机的DSP芯片;在EMTP电力系统电磁暂态分析仿真软件中搭建了12H桥级联的仿真模型,仿真结果表明了设计的正确性和可靠性。另外,还设计了12H桥级联STATCOM的实验装置,该装置实现了设计功能,验证了文章内容的可行性。 展开更多

关键词 级联h桥 STM32 分布控制 statcom

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小电容应用下的三角形联结级联H桥STATCOM建模和最优控制器设计 被引量：3

8

作者 王恒宜 汪飞 《电气工程学报》 CSCD 2021年第3期25-32,共8页

三角形联结级联H桥静止同步补偿器(Static synchronous compensator,STATCOM)能够提高电网的传输效率和电能质量。H桥直流侧小电容的使用可以减少STATCOM的建造成本和占地面积。然而直流侧电容的减小造成电容电压的波动增大,导致小电容S... 三角形联结级联H桥静止同步补偿器(Static synchronous compensator,STATCOM)能够提高电网的传输效率和电能质量。H桥直流侧小电容的使用可以减少STATCOM的建造成本和占地面积。然而直流侧电容的减小造成电容电压的波动增大,导致小电容STATCOM数学模型和传统STATCOM有所不同。文章考虑了H桥直流侧小电容应用下的电容电压波动对系统模型的影响,建立了针对三角形联结级联H桥STATCOM的基于多变量系统的状态空间模型,进而提出了一种基于多变量最优控制的有限时域线性二次调节器(Linear quadratic regulator,LQR),旨在将系统内部的多个变量在所定义的性能指标函数下进行最优调节,该方法相较传统的级联PI(D)控制器系统,具有通用性好、便于处理内部变量耦合问题等特点。最后,通过仿真对所建模的三角形联结级联H桥STATCOM系统和有限时域LQR控制器进行了验证。 展开更多

关键词 三角形联结级联h桥statcom 小电容 变换器建模 有限时域线性二次调节器

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兼顾电压波动抑制的级联H桥STATCOM相间电压平衡控制策略 被引量：12

9

作者 原亚雷 钊翔坤 +2 位作者 徐高祥 魏静 周娟 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期1494-1502,共9页

针对三相级联H桥STATCOM传统三层电容电压平衡控制中,相间电压均衡控制动态性能较差,易对电网造成污染等问题,提出了一种基于模型预测控制兼顾电压波动抑制的相间电压平衡策略。与传统控制相比,该控制策略构建了包含相间电压均衡与直流... 针对三相级联H桥STATCOM传统三层电容电压平衡控制中,相间电压均衡控制动态性能较差,易对电网造成污染等问题,提出了一种基于模型预测控制兼顾电压波动抑制的相间电压平衡策略。与传统控制相比,该控制策略构建了包含相间电压均衡与直流侧波动抑制的新型价值函数,并基于此函数动态调节注入的零序电压,利用零序电压在剩余调制电压区间内连续的特点,提高级联H桥STATCOM相间平衡的动态性能,同时在一定程度上抑制了直流侧电容电压的波动。所提零序电压注入方案利用系统的剩余调制电压,使系统无需对注入的零序电压进行限幅处理,有效避免过调制问题,简化了控制系统。在五电平星型级联H桥STATCOM实验平台上进行实验验证,结果表明基于模型预测控制的级联H桥STATCOM相间电压均衡方案在提升相间均压的动态性能与直流侧电压波动抑制方面具有显著效果。 展开更多

关键词 级联h桥statcom 模型预测控制 零序电压 相间电压均衡

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一种基于方波注入的星形级联静止同步补偿器的负序电流补偿策略 被引量：9

10

作者 陆道荣 魏缪宇 +2 位作者 于宇 张钰铭 胡海兵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1482-1494,共13页

星形级联H桥静止同步补偿器(SCHB STATCOM)补偿负序电流时会产生三相不平衡有功功率,造成相间直流电压不均衡。为了实现相间直流电压均衡,通常需注入零序电压以重新分配三相有功功率。然而,传统的零序电压注入算法普遍基于有功功率的代... 星形级联H桥静止同步补偿器(SCHB STATCOM)补偿负序电流时会产生三相不平衡有功功率,造成相间直流电压不均衡。为了实现相间直流电压均衡,通常需注入零序电压以重新分配三相有功功率。然而,传统的零序电压注入算法普遍基于有功功率的代数模型,方程组求解复杂且无法直观地表明零序电压的产生机理。此外,零序电压的注入将极大地增加STATCOM的输出电压,限制了负序电流的补偿范围。该文借助几何分析方法,构造零序电压相量在三相电流方向上的投影三角形,推导零序电压相量与该三角形外心的几何关系,揭示零序电压的产生机理,从而提出一种新的零序电压计算方法。在此基础上,进一步将零序电压以方波形式注入,提高了STATCOM的直流电压利用率,从而拓宽了负序电流补偿范围。最后,分别在SCHB STATCOM结构10kV/±1Mvar仿真和400V/±7.5kvar实验平台验证该文提出的零序电压注入算法的可行性。 展开更多

关键词 级联h桥statcom 零序电压注入 相间直流电压均衡 负序电流补偿

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基于CPS-SVPWM调制的链式STATCOM直流侧电压控制策略 被引量：10

11

作者 王宝安 白晨阳 +1 位作者 陈豪 商娇 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期168-173,共6页

在高压场合(10 kV或35 kV),可以采用H桥级联的链式星形STATCOM进行无功补偿。采用传统SPWM调制时,其直流电压利用率不高,需要多个H桥级联,成本较高、可靠性较低。空间矢量调制技术(SVPWM)有提高电压利用率的优点,可以有效的减少H桥的个... 在高压场合(10 kV或35 kV),可以采用H桥级联的链式星形STATCOM进行无功补偿。采用传统SPWM调制时,其直流电压利用率不高,需要多个H桥级联,成本较高、可靠性较低。空间矢量调制技术(SVPWM)有提高电压利用率的优点,可以有效的减少H桥的个数,但当电平数较多时,其计算过于复杂。因此文中介绍了一种应用于星形连接链式STATCOM的简化SVPWM算法,将两电平空间矢量调制技术与载波移相调制技术相结合,能够有效提高直流电压利用率并且降低计算的复杂性;在此基础上,文中提出一种直流电压分层控制策略,以实现各H桥直流侧电压的稳定与均衡。在仿真软件PSCAD中搭建模型进行仿真,验证了该调制算法及直流电压控制策略的正确性及可行性。 展开更多

关键词 h桥级联 statcom 多电平 简化SVPWM 分层电压控制

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链式STATCOM并网LCL滤波器参数的优化设计 被引量：1

12

作者 史丽萍 曹雪祥 +2 位作者 赵万云 李震 戴广剑 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第22期25-31,共7页

分析了级联H桥变流器拓扑下STATCOM的LCL滤波数学模型,研究LCL滤波参数对STATCOM系统的稳定性、滤波特性、补偿效果和阻尼损耗的影响,提出一种链式STATCOM输出LCL滤波器电感比线性优化的新方法。在降低系统阻尼损耗的同时,对LCL参数进... 分析了级联H桥变流器拓扑下STATCOM的LCL滤波数学模型,研究LCL滤波参数对STATCOM系统的稳定性、滤波特性、补偿效果和阻尼损耗的影响,提出一种链式STATCOM输出LCL滤波器电感比线性优化的新方法。在降低系统阻尼损耗的同时,对LCL参数进行优化设计和选择,使得STATCOM系统输出特性满足设计要求。最后,通过搭建电压10 kV、容量6 Mvar链式STATCOM的试验样机,验证了该方法的可行性和优越性。 展开更多

关键词 级联h桥 statcom LCL 电感比线性优化 1 0 KV 6 Mvar

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基于CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM研究 被引量：5

13

作者 赵强 王加军 《工矿自动化》 北大核心 2012年第6期72-76,共5页

针对非线性、冲击性负荷给煤矿电网注入了大量无功功率和谐波的问题,研究了基于CPS-SPWM调制方式的链式静止同步补偿器STATCOM;介绍了链式STATCOM主电路结构;针对链式STATCOM调制方式包括单极性CPS-SPWM和双极性CPS-SPWM两种调制方式,采... 针对非线性、冲击性负荷给煤矿电网注入了大量无功功率和谐波的问题,研究了基于CPS-SPWM调制方式的链式静止同步补偿器STATCOM;介绍了链式STATCOM主电路结构;针对链式STATCOM调制方式包括单极性CPS-SPWM和双极性CPS-SPWM两种调制方式,采用Matlab仿真分析了基于H桥基本模块和基于级联H桥的单极性CPS-SPWM调制方式与双极性CPS-SPWM调制方式的差别,结果表明,单极性CPS-SPWM调制方式的波形质量明显好于双极性CPS-SPWM调制方式,链式STATCOM应选用单极性CPS-SPWM调制方式;采用Matlab/Simulink平台对不同调制比下的基于单极性CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM进行仿真,结果表明,该链式STATCOM具有输出波形好、谐波低、扩展性强等特点。 展开更多

关键词 煤矿电网 静止同步补偿器 级联h桥 多电平 单极性CPS-SPWM 双极性CPS-SPWM statcom

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大功率链式STATCOM电磁暂态快速等效建模和误差评估 被引量：3

14

作者 张扬 万安平 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期97-102,共6页

针对含有大量模块的大功率链式静止同步补偿器(STATCOM)存在的电磁暂态仿真速度缓慢的问题,提出一种链式STATCOM级联H桥拓扑的等效建模方法,以提高仿真效率。主要开展了以下的研究:对比分析了经典电磁暂态建模和快速等效建模的原理;推... 针对含有大量模块的大功率链式静止同步补偿器(STATCOM)存在的电磁暂态仿真速度缓慢的问题,提出一种链式STATCOM级联H桥拓扑的等效建模方法,以提高仿真效率。主要开展了以下的研究:对比分析了经典电磁暂态建模和快速等效建模的原理;推导出级联H桥换流链电压、电流之间的数学模型;结合换流链数学模型及其控制方法,设计出基于MATLAB/Simulink的仿真流程;分析主要电气量如功率模块直流电压、换流链电流和功率等的理论误差。比较精确模型和等效模型的仿真精度和仿真速度,结果表明所提的等效模型与精确模型的仿真误差小于1.2%,仿真时间缩短了80%。可见所提的大功率链式STATCOM电磁暂态快速等效建模和误差评估方法,可以在精度允许范围内大幅降低仿真时间并精确评估模型,具有较强的科学和工程应用价值。 展开更多

关键词 级联h桥 大功率链式statcom 快速等效建模 仿真精度 仿真速度

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基于反馈解耦控制的链式STATCOM研究 被引量：2

15

作者 彭毅 张燕兰 +1 位作者 安海军 尹巧荣 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2415-2417,2432,共4页

链式STATCOM在高压大容量无功补偿中具有良好的应用前景,控制策略的选取将直接决定STATCOM设备能否快速、准确地响应电力系统无功功率的变化。分析了链式STATCOM的工作原理和数学模型,通过PARK坐标变换,将三相交流量转变为两相直流量,... 链式STATCOM在高压大容量无功补偿中具有良好的应用前景,控制策略的选取将直接决定STATCOM设备能否快速、准确地响应电力系统无功功率的变化。分析了链式STATCOM的工作原理和数学模型,通过PARK坐标变换,将三相交流量转变为两相直流量,以此建立了链式STATCOM的有功_无功状态反馈解耦控制模型。针对此模型,利用PI控制,实现了有功电流和无功电流的解耦和线性化控制;并运用单极倍频CPS-SPWM调制技术,使级联H桥STATCOM系统能够在较低的开关频率下实现较好的补偿效果,系统动态响应迅速,稳态无静差。通过仿真分析,验证了该控制策略在H桥级联型STATCOM系统中应用的可行性。 展开更多

关键词 statcom h桥级联 有功_无功解耦控制 PI控制 CPS-SPWM

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多电平变换器补偿不平衡负载的应用分析 被引量：8

16

作者 潘汉广 王军 宋勇辉 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期136-142,共7页

为了准确分析级联H桥星型接法变换器、级联H桥角型接法变换器和模块化多电平变换器在电网故障情况补偿不平衡负载的能力,根据功率平衡原理分别建立了这三种多电平变换器的数学模型进行对比分析,并得出结论:基于级联H桥星型接法的STATCO... 为了准确分析级联H桥星型接法变换器、级联H桥角型接法变换器和模块化多电平变换器在电网故障情况补偿不平衡负载的能力,根据功率平衡原理分别建立了这三种多电平变换器的数学模型进行对比分析,并得出结论:基于级联H桥星型接法的STATCOM不适合补偿不平衡负载。基于级联H桥角型接法变换器的STATCOM在电网电压正常时能很好地补偿不平衡负载,但是当电网电压发生故障时补偿不平衡负载的性能迅速降低。基于模块化多电平变换器的STATCOM无论是在电网电压正常还是故障不对称的情况下都能很好地补偿无功电流和负序电流。最后,基于Matlab/Simulink仿真结果表明了理论分析的正确性和有效性。 展开更多

关键词 级联h桥星型接法 级联h桥角型接法 模块化多电平变换器 不平衡负载 statcom

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