从上个世纪末期我国以高速列车为主要发展方向的电气化铁路有了突飞猛进的发展。电气化铁路牵引供电网络是整个电网系统中重要的组成部分，然而电气化铁路负载的非线性和波动性对电能质量有了很大的影响，牵引负荷引起的，谐波、无功和负序等问题日趋严重，对此对牵引供电系统电能质量综合治理更加迫切需要。本文首先介绍了我国现有的主要车型，详细阐述了交-直-交SS4型电力机车工作原理，搭建了仿真模型，得出了负荷电流的电能质量特性，针对交-直型CRH2动车组的运行原理和数学模型，介绍了三电平四象限变流器的工作原理和控制策略，搭建了CRH2动车组的仿真模型，得出了该负荷的电能质量特性，为进一步的综合治理提供了基础数据。文章介绍了，无源滤波器和有源滤波器的系统构成和工作原理，对混合滤波器的数学模型阐述了各个装置的补偿作用。对比分析了无源电力滤波器和有源电力滤波器的工作方式和工作原理，串、并联滤波器的工作状态和滤波效果，介绍了检测谐波电流和无功电流的方法。详细阐述了H∞控制器的控制原理，搭建了仿真模型，并将该模型用在CRH2动车组上面，验证了控制的有效性。通过改变供电系统的阻抗，对比验证了H∞控制器的稳定性和鲁棒性。最后对基于H∞控制的电能质量统一调节器在Matlab/simulink软件上建立仿真模型，通过对仿真结果的对比分析，验证了该调节器对电能质量综合补偿的有效性和可行性。本文的重点工作和亮点共有两个部分，一是根据交-直型和交-直-交型电力机车的电能质量的特性，以及控制原理建立了控制器的仿真模型，通过仿真分析得出控制器能够很好的适应供电系统中阻抗的变化。二是提出基于控制的统一电能质量调节器补偿电路中谐波电流、无功电流以及负序电流，并得到了很好的检测控制效果，对电气化铁道电能质量的综合改善提供了一定的理论依据。