作为用户电力技术的重要组成部分,配电网动态无功补偿装置(D-STATCOM)可以实现感性到容性无功功率的连续补偿,具有响应速度快、补偿精度高、控制灵活等特点,在提高负荷功率因数和改善配电网电能质量方面发挥着重要作用。由于D-STATCOM主回路参数和控制策略直接关系到装置的性能,因此有必要在D-STATCOM数学模型的基础上,开展主回路参数设计方法和控制策略的研究工作。本文基于序分量动态相量建立了D-STATCOM的数学模型,并围绕LCL滤波器设计和控制策略开展研究工作,主要研究内容包括:(1)基于序分量动态相量,将D-STATCOM时域数学模型转化为时频域模型,建立了D-STATCOM的序分量动态相量数学分析模型,为后续的滤波器设计及控制策略研究奠定了基础。(2)在D-STATCOM序分量动态相量模型可定量计算高次谐波分量的基础上,研究了LCL滤波器的确定性设计方法。该方法分别对换流器侧电感、滤波电容和网侧电感在不同约束条件下进行确定性计算,避免了参数设计过程中的反复试凑,提高了计算效率。(3)提出了一种基于序分量动态相量的D-STATCOM控制策略。在D-STATCOM序分量动态相量模型中提取交流侧基波正序电流和直流侧直流电压相互作用的非线性方程组,在瞬时无功功率检测的基础上,运用牛顿-拉夫逊法对方程组进行求解,得到调制信号的幅值与相角,生成脉宽调制(PWM)信号,实现D-STATCOM的有效控制。(4)建立了D-STATCOM装置的物理实验平台,以TMS320F28335为主控芯片设计了系统的软硬件。通过物理实验平台,对本文提出的设计方法和控制策略进行了验证。实验结果表明滤波器参数选择合理,控制策略有效。本文提出的基于序分量动态相量的D-STATCOM控制策略具有物理意义清晰、实现简单的优点,能有效降低控制器的实现难度,提高装置的经济性。