随着科学技术的发展,大量非线性、不平衡性、冲击性负荷投入电网,引起了各种电能质量问题,严重影响了电力系统的安全和供电质量,而电力用户对电网的供电质量和可靠性的要求却越来越高,使配电网遭受着严峻的考验。统一电能质量控制器(UPQC)是用户电力技术(CUSPOW)中一机多用、具有综合电能质量调节能力的新型装置,它不仅可以改善电网输入电流的电能质量问题,也可以改善负载输入电压的电能质量问题,被认为是最有前途的电能质量控制器。因此,各国电力科研工作者对UPQC的拓扑结构、检测算法和补偿控制方法等诸多方面进行广泛的研究。本文系统阐述了UPQC主电路基本拓扑结构和一些派生结构。基于系统的理想控制作用及其等效电路模型,深入地阐明了UPQC的工作原理,理论分析和推导了UPQC在不同工况下系统各部分吸收、发出有功功率/无功功率的情况。在检测方面,首先介绍了基于瞬时无功功率理论的几种谐波电流检测方法,指出了它们的优缺点,并进行了仿真比较。在此基础上,结合UPQC的补偿思想,理论推导了基于dq 0变换的UPQC检测法。该方法简单易行,实时性好,避免了大量的相量计算,省去了对畸变电网电压的锁相,克服了现有UPQC检测方法中存在的一些缺点和不足。文中详细介绍了四种UPQC补偿控制策略:同相位补偿、完全补偿、纯无功补偿、最小能量补偿,通过相量图分析比较,指出了它们的优缺点。针对它们的缺点,本文提出了最优容量补偿策略。最优容量补偿控制策略是在不影响UPQC补偿功能前提下,通过对串联侧有源滤波器输出的补偿电压优化控制,从而实现UPQC补偿容量最优。仿真结果表明,UPQC最优容量控制策略能够有效的对电能质量进行综合补偿,并降低了UPQC装置补偿容量,在不增大储能容量条件下延长了补偿时间,提高了装置的经济性,易于实际应用。