随着国民经济的飞速发展,电力系统的规模也日益扩大,人们对供电质量的要求越来越高。在三相四线制低压配电网中,三相负载不平衡对电能质量有着不利影响,一方面大量单相负载的使用造成三相负荷不对称,产生的负序及零序电流影响电能质量;另一方面非线性负载的存在造成负载电流波形畸变,产生的谐波电流不仅影响电流波形的正弦度,而且威胁着电网的安全运行。本文针对配电网负载不平衡所带来的负序、零序以及谐波电流的补偿治理问题,研究并设计了三相负载不平衡调节装置,以提高电能质量。本文首先分析了几种不平衡负载的功率特征,介绍了三电平并网变流器运行原理、数学模型和常见的几种调制策略。接着针对三电平拓扑所带来的中点电压问题,基于正弦脉宽调制建立了中点电压的数学模型,分析了调节装置并网运行输出不同形式补偿电流时中点电压的自平衡机理,基于分析提出了一种中点电压主动控制方法,能够在中点电压出现偏移时快速平衡中点电压。为实现调节装置的并网补偿,本文研究了电网电压不平衡下的锁相技术以及负序、零序、无功等指令电流的提取方法,在电网电压不对称的情况下也能够快速有效的提取出指定待补偿电流。最后本文采用了双闭环控制方法实现调节装置的并网补偿运行,电压外环采用PI调节实现直流侧稳定,电流内环采用无差拍控制策略,通过电流的预测矫正及误差补偿算法提高了跟踪控制的精度,并搭建仿真模型和实验平台,仿真和实验结果验证了提出控制算法的可行性和有效性。