随着工业自动化水平的不断提高，电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感。目前，电力系统存在无功补偿容量不足，而系统中无功负荷，特别是冲击性无功负荷的存在，不仅增加了各种损耗，而且严重影响了用户端的电能质量。因此，实时快速的无功功率补偿对提高电能质量和降低投入成本具有十分重要的意义。相比于传统无功补偿装置，STATCOM有着更好的工作性能，如工作范围宽、响应速度快等。　　 本文的研究对象是低压STATCOM。在第一章，介绍无功补偿装置发展情况以及STATCOM的研究现状;在第二章对STATCOM的系统结构和工作原理进行了分析;在第三章介绍了基于dq理论的无功检测和实现方法;然后，介绍了针对设备级和元件级的几种控制方法和优化方法。这是本文的重点。在装置级控制中提出了简化型无电阻反馈控制方法，结合实际工程等效电阻时变且难以精确测量的特性，通过仿真验证了这种方法的稳态性能优于微分几何控制方法，解藕性能优于逆系统控制方法;元器件级控制中根据直流电压利用率高和易于数字实现的特点，选取了空间矢量PWM控制方法。　　 不平衡控制是STATCOM实现工程应用时所面临的技术难题之一。电网电压不平衡现象在配电网中普遍存在，电网电压的不平衡会给STATCOM装置造成不利影响。在第四章，应用开关函数法和负序网络分析法从STATCOM逆变器的输出性能和装置的过流两方面详细地分析了电网电压不平衡时STATCOM装置的影响。然后提出了综合利用改进的开关函数调制法和负序电压前馈控制的不平衡控制策略，克服了单独使用改进的开关函数调制法和负序电压前馈控制策略存在的缺陷，解决了STATCOM输出电流中的谐波问题和装置的过流问题。针对STATCOM改善供电电压的不平衡度，第四章提出了正、负序双控制环相叠加的不平衡控制策略，正、负序控制环实现了无电流控制，使STATCOM既能很好的补偿电压又能改善不平衡度。　　 为了有效滤除逆变器产生的高频谐波，论文首先分析了各种形式滤波器的滤波性能，指出对LCL型输出滤波器的滤波电容串联一个阻值不大的电阻能有效抑制与电网发生的谐振，然后从无功补偿能力和瞬态电流跟踪能力两方面分析了输出滤波器对STATCOM装置的影响，并以此为基础提出运用改进遗传算法进行输出滤波器参数的优化设计，将各优化目标对装置的影响程度考虑到适应度函数中。实例设计表明该方法能够确保输出滤波器更好地满足STATCOM的要求。　　 利用MATLAB/SIMULINK仿真软件对上述STATCOM的物理模型进行仿真分析，验证其对电网功率因数提高作用;采用STATCOM的数学模型进行系统仿真分析，验证其对接入点电压的稳定作用。仿真结果表明，本文所采用的控制方案能够有效的实现无功动态补偿。　　 结合项目开发，提出了SVG+TSC的工程应用方案，产品开发实现方法。