我国居民用电在总用电量中所占比例逐年上升,至2020年已高达31%。其多为由三相四线制供电的单相负荷,在实际运行时难以保证各相负荷均衡,由此引发三相不平衡问题。并且电动汽车充电桩等新型负荷以及分布式电源等应用日益广泛,三相四线制系统三相不平衡的程度将愈发严峻。电力系统在电能传输过程中的损耗增加,公共连接点（PCC）的电压不平衡度随之增大,并且导致中性点漂移而产生低电压或过电压严重影响了系统及用户的可靠性和安全性。目前针对于三相四线制系统不平衡的治理方法的讨论多是基于理想的条件下开展的,即不考虑系统相线以及中性线的阻抗、电压不平衡或畸变等现象。因此,充分考虑系统运行状态的补偿方法有待进一步研究。计及线路阻抗,考虑到补偿网络的经济性以及容量约束等问题,本文基于优化方法和功率理论,对三相四线制系统中的无源补偿方法进行了研究。首先,计及线路阻抗,以补偿前后有功功率不变、三相不平衡以及无功功率完全补偿为约束条件,以补偿网络容量最小或补偿支路最少为参数优化目标,提出了适用于电压不对称三相四线制不平衡系统的无源补偿网络参数计算方法。结合实际系统的运行状态,考虑中性线阻抗的未知性以及电压畸变,对该方法的适用性进行了分析。然后,进一步开展了在电压畸变情况下补偿网络参数计算方法的研究。以优化方法为基础,提出了基于PCC点相-地电压与线路电流测量的中性线导纳的估计方法,提出了适用于电压畸变不对称三相四线制不平衡系统的无源补偿网络参数求解方法。对补偿网络的拓扑结构进行优化,分析了其各支路参数对于系统谐振频率的影响。最后,对Czarnecki提出的电流物理分量（CPC）理论的CPC电流分解方法及其在三相四线制不平衡系统中的补偿方法的局限性进行了分析,在电源畸变不对称的情况下改进了 CPC理论的电流分解方法,以不同的电流分量为补偿目标,提出了基于改进CPC理论的三相四线制不平衡系统分级补偿方法。与优化求解方法相结合,实现了对于三相四线制系统的不平衡治理。针对不同的场景,对方法的有效性进行分析。通过MATLAB/Simulink平台,对上述方法进行了仿真分析,验证了所提出方法的有效性。