随着大容量非线性负荷、冲击性负荷、波动性负荷及电力电子装置的大规模使用,加上各类新能源发电设备接入系统,电能质量的污染水平更加严重,污染状态更加复杂。电力企业、用电用户和用电设备制造商日益关注电能质量问题,各种电能质量问题治理补偿装置被广泛应用与工程中。如何去检测用电设备电能质量问题耐受性以及治理补偿装置的治理效果成为了一个迫切需要解决的问题。电能质量问题发生装置是电能质量问题研究和实验的重要工具,在分析国内外现有的电能质量问题发生装置的基础上,根据电能质量问题发生装置的功能设置和技术指标,本文提出了一种基于电力电子式的电能质量问题发生装置的研究方案。本文主要研究内容包括:1)首先介绍了电能质量问题的工程背景和研究意义,对电能质量问题控制技术进行阐述,引出了用电设备的电能质量问题耐受性测试的要求及必要性,同时阐述了电能质量问题发生装置的研究现状和意义。2)根据电能质量问题发生装置的功能设置和技术指标设计主电路拓扑,分析了三相倍压整流电路不同工作模式的工作原理;对三单相三电平逆变电路和三电平SPWM调制技术工作原理进行了阐述;分析并设计了逆变器输出LC滤波器。3)设计了电能质量问题发生装置的控制系统,包括电气控制电路,逆变器驱动电路,电压电流检测调理电路,驱动板供电电源电路等,并对其的工作原理进行说明;采用直流母线电压前馈的控制方案实时控制输出电压的快速性。分析了不同电能质量问题指令信号的合成原理,并对电能质量问题的指令格式进行讲解。4)设计了电能质量问题发生装置的数字控制系统结构,分析了三电平SPWM调制技术、电能质量问题指令的数字化实现方法,最后给出了基于ARM的控制系统软件的设计过程,包括软件资源配置,主程序及中断程序设计。5)根据系统参数搭建实验平台,对研究设计的主要内容进行实验验证,实验结果验证了装置系统设计的合理性和正确性。