配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)是柔性交流输电系统(FACTS)中用户电力技术(Custom Power)的一个重要分支，是静止无功补偿装置的发展方向。尤其是伴随着大功率开关器件制造技术的快速发展，D-STATCOM正逐渐取代SVC，在世界各地得到广泛的应用。本文将对D-STATCOM的电路结构、工作原理、无功电流检测、控制器设计、硬件平台搭建等方面进行了理论分析和实验研究，旨在设计一个动态补偿性能优越、造价经济的可用于商业开发的D-STATCOM装置。　　论文首先在分析了D-STATCOM应用前景的前提下，介绍了D-STATCOM的工作原理和拓扑结构。并根据D-STATCOM的输入输出关系进行了数学建模，包括数学模型的建立、稳态功率与电流的分析。然后在数学模型基础上，对D-STATCOM装置进行了运行分析，包括稳定性分析、响应时间分析和安全运行区域的分析。　　补偿无功是D-STATCOM的重要职责，所以本文针对无功电流的检测算法进行了深入的研究。针对传统的锁相环节中由于忽略了有功分量导致的算法延时问题，本文提出了一种锁相方法采用90°移相的方式构造两相电压和电流。同时将瞬时有功作为一个恒定值且不受电压U变化的影响，当准确捕捉到频率后，只需要通过PI环节调整锁相功率就可以完成锁相任务。仿真结果表明改进后的算法可以明显提高锁相精度，响应速度快。此外本文以ButterWorth滤波器为例，针对不同截止频率和阶数对低通滤波器的影响进行仿真分析，并为本文所述D-STATCOM装置进行了低通滤波器的设汁。　　D-STATCOM的控制策略是装置能否准确补偿无功和谐波的关键。D-STATCOM装置通过接入点与电网交换无功，所以为了有稳定的补偿效果，接入点电压必须要保持在参考值附近。为了稳定接入点电压，本文提出一种将基于瞬时无功功率的直接电压控制策略与模糊PI控制相结合，采用二维模糊控制结构，使D-STATCOM装置可以自动调整PI参数，改变传统控制策略中PI控制器设计复杂、响应速度慢、鲁棒性差的缺点。仿真结果表明当系统发生短路或者带有冲击性负荷时，D-STATCOM可以很好地改善电网的暂态稳定性。此外，针对系统稳定运行时，补偿波形存在静态误差的问题，文本提出了将重复控制理论运用于D-STATCOM控制系统中，并与传统PI控制结合，实现对信号的无静差跟踪。　　最后根据本文所做的理沦分析和仿真研究进行了硬件平台的搭建和并网实验。证明了样机的可行性，检测算法和控制策略的正确性。