动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer, DVR）是一种公认的、能有效补偿负荷电压跌落的串联型电力电子装置。作为最经济有效的暂态电压质量调节装置之一，DVR已得到了广泛的研究与应用。然而，在 DVR研制与运行中仍然存在诸如变压器直流偏磁与励磁涌流、接入电网后控制性能下降、离散控制器参数设计等问题。本文以提升DVR控制性能和现场适应能力为目标，针对上述问题分别从变压器励磁支路模型、考虑电网阻抗后的系统模型、DVR离散被控对象模型着手，提出合理的优化控制方案解决上述问题。　　传统的DVR控制策略缺乏对变压器励磁磁链直接有效的控制，存在励磁涌流与直流偏磁问题。为避免因变压器励磁涌流触发逆变单元保护，而导致DVR补偿失败，本文提出了一种变压器励磁磁链直接控制策略。该控制策略基于变压器的T型电路模型，通过将励磁磁链作为状态量，构建了以DVR输出电压为外环、变压器励磁磁链为内环的DVR控制系统，然后通过对内环磁链指令限幅，达到防止变压器饱和的目的。在磁链环基础上，该控制策略还通过磁链积分反馈对变压器直流偏磁进行调节，从而彻底解决了DVR的励磁涌流与直流偏磁问题。而为实现磁链直接控制，本文还针对现有实验平台提出了一种复合式变压器励磁磁链观测方法。该方法结合了传统电压型与电流型观测器的优势，解决了电压型观测器的积分饱和问题，实现了变压器交、直流励磁磁链的准确观测。　　常规的DVR控制器设计流程与普通电压源型逆变器相同，并没有考虑电网阻抗对DVR控制性能的影响。虽然两者在理想电网工况下可以等效，但由于实际电网必然存在内阻抗，因此有必要对其影响进行评估。本文通过建立电网、DVR、负荷的串联系统模型，揭示了DVR控制系统运行工况与普通电压源型逆变器的异同，定量分析了电网阻抗对系统电压控制性能的影响。分析结果表明，当接入电网内阻抗不可忽略时，原本性能良好的DVR在电压跌落或恢复过程中可能出现电压超调、振荡等控制性能下降现象。此外，通过对比DVR变换器侧、线路侧以及负荷侧滤波拓扑，本文还发现电网阻抗对不同拓扑的作用效果并不相同。为避免系统电压振荡甚至不稳定现象的发生，需要在设计DVR控制系统时充分考虑电网阻抗的影响。因此，本文针对不同拓扑提出了在考虑电网阻抗因素时DVR控制器设计与改进方案。　　由于具备良好的负载扰动抑制能力和自限流功能，双闭环控制策略在DVR上得到了广泛应用。但由于数字控制系统存在一拍延时影响，所以传统双闭环设计方法难以获得准确的控制器参数。因此，本文基于DVR离散状态空间模型提出了一种离散双闭环控制策略。不同于传统的双闭环控制结构，本文将一拍控制延时作为增广状态变量，通过离散状态反馈构建了由滤波电容电压、电感电流组成的电流内环，以及由输出电压PI调节与全阶状态反馈构成的电压外环。该控制策略的内外环设计过程相对独立，不存在对象或电流内环模型的简化与近似，因此可获得准确的离散控制器参数。根据闭环零极点配置的原则，本文结合系统采样频率、采样电路延时、电网阻抗等约束条件，最终得到了可靠的离散控制器参数设计方法。