如今随着电力电子行业的发展,电力系统中三相不平衡、无功、谐波等电能质量问题日益严重。本文基于三相四线制二极管钳位型三电平拓扑结构设计了针对三相负荷不平衡的有源补偿装置,能够实现对不平衡负载的精准补偿,并且适用于电网畸变、负载谐波含量大等复杂工业现场。本文基于该拓扑结构的工作原理,构建电路模型和相应的数学模型,并在此基础上,深入研究了电网同步算法、电流指令提取算法、电流跟踪控制算法等核心技术问题,使用二阶广义积分算法实现电网同步和电流指令提取,使用PI+PR+重复控制算法实现输出电流跟踪控制。本文通过数学模型分析直流侧电压与补偿电流之间的关系,提出在补偿各类电流,尤其是负序电流时电压控制策略,在保证直流侧电压相对稳定的前提下提高输出电流的波形质量,提升补偿效果。针对装置中LCL滤波器容易出现谐振的问题,本文深入研究了谐振产生的根本原因以及目前所使用的抑制策略,并提出了一种综合化的阻尼控制方式,结合有源阻尼和无源阻尼实现对输出电流谐振的抑制。同时,本文基于过零点分析提出了一种谐振检测算法,当并网电流出现谐振时及时响应,以提高装置的稳定性,并为综合化的谐振躲避控制策略提供了基础。本文基于PLECS软件搭建仿真系统,在仿真平台中验证所提算法的有效性。同时设计容量为100kVar的三相负荷不平衡补偿装置,集成RS-485、Wi-Fi通讯模块,使用触摸屏或Android系统App实现对装置的监控。通过对各类不平衡负载的补偿,验证文中所提算法的有效性。