随着电力电子开关器件的广泛应用，电网中出现了越来越多的非线性负载，使得电网受到频繁的冲击，电能质量严重降低。快速地进行就地无功补偿对提高系统功率因数，降低供电设备容量，提高电网稳定性具有重要的现实意义。静止无功发生器(SVG)以其响应快速、损耗低、储能元件体积小和输出电流谐波含量低等优点，成为动态无功补偿装置发展的重要方向。在中高压大功率用电领域，现有开关器件能承受的功率等级和开关频率之间存在不可调和的矛盾。本文采用级联H桥型多电平变流器构成SVG主电路，模块化的结构易于控制和封装，结合载波移相调制技术，用较低的器件开关频率可得到较高的等效开关频率，使得输出电流谐波含量大大降低。本文首先在dq坐标系下建立了SVG系统的数学模型，采用电压电流双闭环控制，通过控制SVG的输出电流实现对无功的调节。鉴于电流PI调节带来的控制延时，建立了基于占空比的数学模型，采用差分环节代替电流的变化率，推导出占空比计算公式，直接得到开关器件的驱动信号。级联H桥直流侧电容相互独立，这使得主电路省去了移相变压器和整流电路，但同时也带来了如何平衡电容电压的问题。本文对电容电压的波动及不平衡的原因进行分析，并基于建立的数学模型，通过调整控制信号指令实现电容电压的均衡，以保证系统正常可靠运行。对于中高压级联系统，需采用故障容错策略提高装置的可靠性。为保证故障后SVG仍能输出相应容量的无功，设计主电路时选用单元冗余的方案。一旦检测到单元故障，立即采用旁路机构将其短路，并对此相其余单元的控制策略进行调整，不影响非故障相的正常工作，保证输出电压幅值和谐波含量。最后，在MATLAB仿真和搭建的中压平台下进行了仿真及实验验证。结果表明，系统具有良好的补偿效果和动态响应，并验证了电容电压平衡控制策略和故障容错调制策略的正确性。