在图4中的三电平变流器还具有内部电压控制的能力，而图4 b）为其内部的简化控制框图。其中，母线电压用U表示，变流器输出电流为Icom，直流参考输入电压为Uac。在运行过程中，变流器会消耗一定的有功功率，因此变流器必须从交流系统吸收这个有功功率，以弥补自身的内部损耗。直流参考电压则能确定该有功功率的大小。


    图5为电压型无功补偿器在恒定直流电压下采用内部电压幅值和相角控制无功输出的“间接”电压控制，此处变流器的输出电流被分解为无功和有功两个电流分量。无功电流分量与由补偿要求所确定的外部无功参考输入电流进行比较；有功电流分量则与内部有功参考输入电流进行比较，而这个有功参考输入电流值则是从直流电压控制环得到的。这些比较后的偏差信号通过适当放大后就转换成变流器所要求的输出电压幅值和相角，从而输出合适的门极驱动信号，并通过锁相环电路得到的同步信号保持合适的相位关系。当变流器具有外部直流能量补充时，也可使用这种内部控制模式，此时就相当于控制一个静止同步发生器。在这种情况下，内部有功参考电流应与外部提供的有功参考电流相加，外部有功参考电流也应是希望与交流系统的有功功率（正的或负的）交换要求相对应的。这个合成的外部和内部有功电流参考信号既包含了希望与系统交换的有功功率，也包含了变流器自身的损耗，该合成信号与无功电流的偏差信号一起决定了变流器输出电压的幅值和相角，因而也决定了与交流系统交换的有功功率和无功功率。

    另外，由电压源型换流器构成的无功补偿器，可看成是一个同步电压源。它可以根据外部参考输入的要求从交流系统输入无功电流，且电流的大小与交流系统的电压无关。该电流还能在相同容性和感性最大无功电流值之间变化。这种无功补偿器的U-I运行区域仅由变流器最高电压和最大电流额定值确定，也就是说，STATCOM属于电压型无功补偿器，这主要是因它的无功输出电流不受电压的影响，理论上讲，即使是STATCOM的交流端电压为零仍能输出额定补偿电流，图6说明这种无功补偿器的工作区域。应注意，即使当系统电压降低到0. 2 p. u．时，STATCOM的变流器仍可从交流系统吸收必需的有功功率以补充白身的运行损耗。实际上，如果系统电压太低，则会导致电力电子器件工作电压的严重降低而使它的导通电流减少。

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