近些年来,能源需求不断提高,在双碳目标的背景下,风能等新能源所占比重逐年提高,为了稳定电网电压,提高电能质量,提升负载的效率,如何快速稳定实现无功功率的补偿变得尤为重要。与两电平静止无功补偿器相比,在同等条件下,三电平静止无功补偿器有着开关频率低,功率器件电压应力低,输出波形质量更好等优点,在中压大功率无功补偿的应用场合中受到了广泛的关注。本文以三电平静止无功补偿器并网的锁相环以及无功补偿的控制策略两个方面作为研究方向进行深入研究。首先,本文以中点钳位型（Neutral Point Clamped,NPC）拓扑结构的三电平静止无功补偿器作为研究对象,介绍其工作原理,并搭建相应的数学模型。其次,介绍了三相同步坐标系锁相环,二阶广义积分锁相环的工作原理,并搭建相应的数学模型。当存在电网幅值不平衡,谐波以及直流偏置电压时,前两种锁相环存在无法精确锁相的问题。针对它们的问题进行了分析,并提出了改进型二阶广义积分锁相环,它能够在前述三种条件下精确跟踪电网电压相角,受到的干扰可以忽略不计,并通过仿真和实验验证理论分析的正确性。然后介绍了三电平静止无功补偿器中传统双闭环PI控制、SVPWM调制策略以及模型预测参考值跟踪控制的工作原理及数学模型,两种控制策略都能在控制中点电位的情况下,输出无功电流,实现无功补偿。在稳态情况下,与传统双闭环PI控制相比,模型预测参考值跟踪控制更灵活,可以根据控制性能需求,调节价值函数的系数实现,输出更优波形质量的电流。最后,通过仿真验证理论分析的可行性与正确性。最后设计了三电平静止无功补偿器系统,介绍了系统的硬件参数以及软件,并在实验平台上对本文提到的调制策略,双闭环PI控制、模型预测参考值跟踪控制进行了实验,实验结果验证了三电平静止无功补偿器中双闭环PI控制、模型预测参考值跟踪控制的正确性与可行性。