近年来,随着电力系统容量的不断扩大以及风能等新能源所占比重的日益提高,为保证系统经济且稳定运行,对无功功率的快速有效补偿变得至关重要。级联H桥静止无功补偿器（Static Var Generator,SVG）由于其具有易于扩展的模块化结构、输出电压具有更多电平、允许使用低压半导体器件等优点,在高压大功率无功补偿应用场合中得到了广泛的关注。本文以级联H桥SVG为研究对象,对其工作原理进行了详细介绍,根据建立的SVG系统数学模型,采用前馈解耦控制策略实现了有功与无功的独立控制。基于伏秒平衡原理,本文提出了一种基于时间计算的载波移相调制策略,其能实现与传统单极性载波移相调制策略相同的开关倍频效果。由于模块化H桥各自具有独立的直流侧电容,带来了直流侧电压失衡的问题。本文从硬件参数以及级联H桥SVG本身的输出特性两个方面对直流侧电压失衡原因进行了分析,为器件选型及进一步利用其输出特性对直流侧电压进行控制提供了理论指导。同时,本文还对级联H桥SVG系统直流侧电压失衡后的运行状态进行了深入研究,通过理论推导发现其具有自稳定特性,但会牺牲系统的输出性能,向电网中注入额外的负序电流,不利于电能质量的提升,并通过仿真与实验验证了理论分析的正确性。由于直流侧电压不平衡会影响系统的输出性能,因此需要采取一定的措施均衡三相直流侧电压,为避免额外的硬件损耗,本文主要采用软件均压法,采用全局、相间、相内三层直流侧电压均衡控制策略。针对相间均衡控制策略,本文对比分析了三种方案,传统的相间均衡控制策略只能实现三相直流侧电压的均衡,而基于模型预测控制的相间均衡控制策略在均衡三相直流侧电压的同时,能有效抑制直流侧电压的二倍频波动,对减少直流侧电容容值,提高装置的功率密度具有重要意义。针对传统的相内均衡策略分析复杂以及在级联度较高时扩展困难的问题,本文通过对H桥模块的充放电分析,基于伏秒平衡原理直接对各个H桥模块的作用时间进行修正,与本文提出的基于时间计算的载波移相调制策略相配合,简化了相内直流侧电压均衡策略,该方法能够实现与上层控制的解耦且更容易扩展到级联度更高的SVG系统中。为进一步降低系统损耗及功率开关器件承受的电压,本文采用一种基于柔性三次谐波注入的变直流链算法,该方法能够在容性工况下最大程度降低直流侧电压峰值,且由于柔性三次谐波的注入,有利于提高直流侧电压利用率。本文设计了以DSP和FPGA为主要控制中心的级联H桥SVG系统,详细分析了系统的硬件参数、软件程序的设计流程,最后在搭建的实验平台上对本文提出的调制策略、电流控制策略、三层直流侧电压均衡控制策略以及基于柔性三次谐波注入的变直流链算法进行了实验验证。