电能质量问题越来越受到人们的关注,也成为当前电工领域的研究热点.本文首先对电能质量问题的产生作了简要介绍,然后对当前的研究方法作以简要说明,提出改善电能质量的意义.当前电压质量问题受到普遍关注,本文就将研究的重点放在改善电压质量的补偿装置上.本文分为三部分,第一部分是提出了一种统一电能质量控制器的控制方法;第二部分是对串联型电能质量控制器的功率电路的设计方法的探讨;第三部分是对串联型电能质量控制器的检测控制方法的讨论和控制器的实现问题.统一电能质量控制器是综合解决电能质量问题的装置,不仅能够控制负载端的电压质量,使负载免受系统电压的影响,而且能够补偿非线性负载的谐波电流,避免谐波电流污染电网.根据统一电能质量控制器的特性,建立其状态空间模型;基于该数学模型,提出了利用二次线性最优控制的开关策略来跟踪负载端电压、电流的指定值,实现对畸变电压电流的控制.电压和电流的基波正序分量采用滑动窗的提取傅立叶级数的系数的方法得到.状态量的指定值由上述计算出的基波正序分量和统一电能质量控制器的补偿特性得到.串联型电能质量控制器是解决电网电压质量问题的装置.本文主要围绕串联型电能质量控制器的设计进行研究,提出一种配电网应用方案.在功率电路的设计与元件选择部分,首先,简要介绍了电压质量问题,说明电压骤降产生的原因.其次,在简要介绍了串联型电能质量控制器的基本原理基础上,对几种控制器的结构作了比较,指出带有PWM整流器的结构是优选的结构形式;再次是串联型电能质量控制器的功率电路设计方法,功率电路的设计主要包括:装置的串联部分容量设计、串联变压器的选择、低通滤波器设计、和开关管的选择等问题,给出了各方面设计参数选择的依据;第四是PWM整流器的设计,包括容量设计、开关管选择;最后是直流电压的选择,要综合考虑串联侧和并联侧的性能决定直流电压的大小.最后,根据所提的方法,完成了一台装置的理论设计和参数选择,利用电力电子仿真软件Psim4.1进行了参数仿真,仿真结果证明了所提设计方法的正确性.