随着经济发展而产生的日益恶化的环境问题，可再生能源的开发和利用已迫在眉睫。风能作为可再生能源中技术最成熟的利用方式而快速发展，但风电场本身具有随机性和间歇性特点，并网运行会对系统电压稳定性产生一定的影响，另外风电接入地区一般为电网结构薄弱地区，无功不足可能影响电网的电压稳定，甚至造成电压崩溃。静止同步补偿器（STATCOM）可以动态的向电网注入感性或容性无功功率，快速的抑制电压扰动，非常适合风电场的无功补偿，但是，风电场中的STATCOM在控制策略、主电路调制技术以及安装地点和容量优化问题有待进一步深入研究。由于STATCOM的核心部分——逆变器具有强耦合的特点，使得其难以快速、准确的抑制风电场电压波动。本文使用线性自抗扰技术（LADRC）实现了逆变器d、q轴电流解耦的自抗扰控制。该方法比传统PI控制具有更好地快速性和鲁棒性，同时使用了参数化方法整定控制参数，简化了控制系统，更便于工程实践应用。根据含风电微网系统本身特点，从理论上分析了其与普通风电系统的不同，指出电压波动更易于受有功功率波动的影响，设计了新型基于STATCOM/SMES系统的控制策略。在LADRC解耦控制的基础上使用了指数平均数指标（EXPMA）产生有功功率指令信号，稳定了含风电微网系统的电压稳定性。针对STATCOM作为电力电子器件会产生谐波的问题，使用Chebyshev和无限折叠混沌序列形成了一种新的混合混沌序列随机信号。在此基础上，提出了一种基于混沌序列的随机开关频率（RFPWM）调制策略，提高了运行性能，降低了谐波含量，同时减少了电磁噪声。考虑经济性问题，提出了一种基于粒子群算法（PSO）和连续潮流（CPF）的STATCOM安装地点和容量的无功优化算法。在考虑多个STATCOM的投资效益的同时，提出了以各节点的负荷参数、容量、电压等级等作为参考指标的目标函数。此方法在保证系统电压稳定性的前提下，可以减少对于无功补偿设备的投资，而且对于系统的其它指标也有一定的提升。本论文以上工作对于风电并网电压稳定性控制、补偿设备调制技术的发展、多补偿设备无功优化，以及风力发电大规模的健康发展，均具有一定的理论意义和实用价值。