在现代电力系统中，最大限度的发挥输电线路的设计容量和提高系统运行稳定性问题日益突出；而随着电力电子技术的发展，非线性负载的冲击性和不平衡性使电网的无功损耗增加以及受电端电压下降，大量的无功功率在电网中的传输使电能利用率大大降低且严重影响供电质量。这些问题的出现使得在电网中装设无功补偿装置成为满足电网无功需求的必要手段。TCR是晶闸管控制电抗器的简称，是Thyristor Controlled Reactor的英文缩写，是目前无功功率补偿领域中应用比较广泛的SVC(Static Var Compensation静止无功补偿)装置之一。由于其自身的补偿性能优于同步调相机、并联电容器等传统的无功补偿装置，而且将其性能与价格综合起来考虑，比较适合中国的国情，因此近年来在电力系统中得到了广泛的应用。本文首先对无功补偿的意义、方法、发展概况等方面进行了阐述，然后分析了TCR的结构、机理、动态性能以及谐波等电气特性；通过比较确定了适合于TCR的控制策略和系统模型，设计出一套基于单片机的TCR控制系统，系统的核心处理部分为P89V51RD2，外围电路包括测量信号输入和调理、同步触发及通讯、告警等部分；并对如何进一步改进无功补偿装置特性进行了研究，在验证了装置效果的基础上提出了改善TCR谐波特性的方案。从基本电气特性分析、控制系统功能的实现，到性能进一步提升，都贯穿着物理模拟试验及电力系统仿真软件PSCAD的数字仿真，确保了研究的准确性和客观性。