静止无功补偿装置（Static Synchronous Compensator，STATCOM）作为灵活交流输电系统家族中的一个重要成员，在电力系统动态无功发生、谐波抑制、电压支撑以及改善系统稳定性方面起到了重要作用，近年来得到了广泛的应用。本文研究认为，在电网中高、低电压等级的交汇点是一个重要而且有效的补偿控制点。其中，被大量使用并处于高低电压等级交汇点的配电变压器安装处是最为理想、灵活和有效的电网节能、无功补偿及电能质量分区、分层补偿控制点之一。本文提出将配电变压器与STATCOM装置一体化设计的思想与技术（DT-STATCOM技术），从而实现对变压器与负载电能质量的综合控制。本文首先研究了DT-STATCOM技术方案与补偿原理。针对配电变压器的多种联结组结构型式，分别设计了相应的一体化结构形式。阐述了DT-STATCOM的补偿原理，重点对Yyn联接变压器及Dyn联接变压器抽头注入方式进行了分析研究，分析了DT-STATCOM一体化结构对变压器绕组电流分布的影响，结合变压器经济运行条件，选择了合适的变压器抽头电压等级，并对Dyn联接变压器抽头注入方式进行了仿真研究。研究结果说明，在满足变压器经济运行的条件下，DT-STATCOM具有满意的无功补偿能力。针对DT-STATCOM系统结构及其控制策略，分别研究了基于两电平、三电平拓扑结构的DT-STATCOM逆变环节电路结构，通过仿真验证了三电平结构在降低器件耐压等级、提高开关频率、降低输出du/dt、减小输出电流谐波含量等方面比两电平结构具有更大的优势。研究了DT-STATCOM交流输出滤波器结构，指出LCL滤波器比LC滤波器具有更好的滤波效果，并提出了LCL滤波器参数设计方法。研究了DT-STATCOM系统的数学模型、控制策略，提出了两种基于（瞬时）功率平衡原理的DT-STATCOM指令电流计算方法，仿真验证了所提控制方法的正确性。分析了DT-STATCOM降低系统损耗的原理与方法，通过合理选择补偿装置接入电压等级，可以降低补偿装置电流水平，从而有助于降低补偿装置的功率损耗；同时，可以通过向变压器抽头注入三次谐波来对变压器的磁通进行调节，从而降低变压器的空载损耗。并且搭建了DT-STATCOM系统空载损耗实验平台，对DT-STATCOM系统空载损耗试验进行了研究，实验结果肯定了DT-STATCOM降低系统损耗的作用。在探讨动模试验内容和试验平台的设计方案的基础上，完成了DT-STATCOM系统初步动模试验。建立了含电源、线路、负载以及测录系统的动态模拟试验平台，实验平台具有多种DT-STATCOM一体化接线方式，制定了多项试验内容与方案。对DT-STATCOM系统进行了无功功率补偿、不平衡电流补偿、谐波电流补偿等多项动模试验。结果表明DT-STATCOM系统具有良好的补偿性能。最后，总结了本文的研究成果，提出了后续研究内容。