随着我国工业化步伐的日益加快,非线性设备接入电网的比例逐渐增多,由此造成的电能质量问题日趋严重。静止同步补偿器(Static synchronous compensator,STATCOM)拥有良好的动态性能和补偿效果,在治理电能质量方面有着不可替代的作用。H型级联结构的STATCOM有着模块化、补偿精度高、易拓展等优点,是当代学者研究STATCOM装置的一个主要方向。论文选取H型级联STATCOM为研究对象,针对其指令信号检测方法、交流侧输出控制以及直流侧电压平衡稳定等问题展开研究。论文首先分析了 H桥功率单元模块的开关函数模型及工作状态,论述了 H桥模块的电平叠加原理,推导了 H型级联STATCOM的数学模型;然后,对基于瞬时无功功率理论的pq检测法、ip-iq检测法、dq检测法进行讨论,对比分析传统指令信号检测方法的优点和不足,提出了一种无锁相环的ip-iq检测法作为论文信号检测方法;针对H型级联STATCOM非线性强耦合的特点,对交流侧输出的控制原理展开分析,根据建立的数学模型,设计了一种交流侧输出内模解耦控制器,解决了传统前馈解耦控制参数整定困难、补偿精度不高等问题;从能量平衡的角度对直流侧电容电压不平衡原因和影响因素展开分析,通过数学推导论证了造成直流侧电压不平衡的主要因素,从电容电压的整体稳定、相间平衡、相内平衡三个方面展开研究,提出了一种直流侧电容电压三级平衡控制方法,采用全局电容电压平均值与参考值相等的控制方法实现直流侧电容电压的整体平衡稳定,采用零序电压注入法调节相内有功功率平衡实现相间均压控制,通过控制相内子模块的有功分配实现相内的H桥功率单元模块直流侧电容电压平衡。最后,对H型级联STATCOM的主电路参数进行分析计算,并在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型,对平衡工况和不平衡工况进行仿真分析。仿真结果表明,采用论文提出的检测方法和控制方法能够良好的对两种工况运行时的电网进行实时动态的无功补偿,直流侧电压波动幅度始终维持在允许范围,验证了论文所提检测方法和控制方法的正确性及有效性,为后续实验样机的制作及装置的研发提供了一定的理论基础。