近年来,社会发展迅速,全球工业自动化进程不断加快,用电设备的多样性对电力系统提出的要求也越来越严格。功率因数是电力系统的一个重要技术指标,功率因素过低会加大系统损耗并带来干扰电压稳定等影响。对整个电力系统而言,在系统中加设无功补偿设备可以解决结构复杂性和感性负载或容性负载造成的功率因数较低问题,同时对电力系统的稳定和安全运行也具有重要的意义。静止无功发生器(SVG)作为补偿系统无功功率的重要设备,被广泛应用在电力系统中,在提高功率因数方面发挥着重要的作用。SVG装置中,控制系统的性能对其补偿效果有着较大的影响。因此,SVG的控制系统一直是电力电子控制领域的重要课题。本文针对SVG控制系统参数的不确定性和外部干扰对控制效果的影响进行深入研究。本文首先介绍了无功功率对电力系统的危害,阐述了无功补偿的理论意义与研究价值。接着,介绍了无功补偿装置的发展历程。通过与其它补偿装置比较,突出了静止无功发生器的优点。然后本文阐述了静止无功发生器常用的拓扑结构和经典控制策略。针对基于电压源型整流拓扑结构的SVG深入研究。为了降低系统参数不确定性以及外部扰动对控制效果的影响,本文提出了一种基于扰动观测器(DO)的静止无功发生器直接电流反步控制方法,该方法将电压外环与电流内环中的有功电流部分级联在一起。SVG控制系统可分为直流电压控制子系统和无功电流控制子系统两部分,在控制器设计时,采用扰动观测器估计系统不确定项,并基于观测器输出的估计值完成直流电压控制器和无功电流控制器的设计。针对二阶的直流电压状态方程,采用反步法的思路逐步设计系统控制器。最后根据李雅普诺夫原理分析了控制系统的稳定性。为了验证所提控制方法的有效性,本文在MATLAB/Simulink环境中搭建了 SVG仿真系统,将所提的基于DO的反步控制方法与传统PI控制方法的控制性能进行了仿真对比。在仿真的基础上,编写DSP控制程序,并搭建硬件实物平台。