随着电力系统的不断发展，无功对电网的影响已经引起了人们越来越多的关注。在额定电压下，电网的无功功率是否平衡已经成为衡量电能质量的重要标志之一。静止同步补偿器（STATCOM）作为一种新型的动态无功补偿装置，不仅具有实时的响应速度、较高的控制精度、良好的滤波性能、对电压波动和闪变也有一定的抑制作用，同时还能进行双向动态无功补偿，已成为当前柔性交流输电系统装置的研究热点之一。　　 本文在分析了STATCOM无功补偿工作原理的基础之上，比较了大容量STATCOM常用的三种主电路结构的特点，并选择级联多电平STATCOM作为主要的研究对象，之后建立了STATCOM的动态数学模型，并应用劳斯-赫尔韦兹判据对其稳定性进行了分析，研究表明STATCOM结构稳定性较好。级联H桥多电平逆变器技术，具备固有功率容量大、输出谐波小、响应速度快等优点，因而得到了广泛应用。载波移相SPWM（CPS-SPWM）调制法是一种特别适合于级联多电平逆变器的调制方法，但当级联型逆变器级联单元较多时，就会存在各单元直流电源及开关元件利用率不平衡问题。由于混沌映射具有随机性和确定分配的特点，指出在基于随机函数的均衡控制下，各直流电源及开关元件工作概率相等，可用于级联型逆变器的均衡控制。以单相两功率单元级联逆变器为例，阐述了级联H桥五电平逆变器的载波移相，SPWM调制策略及混沌映射法均匀分配的实现。理论分析表明基于PWM混沌均衡控制应用在级联多电平逆变器上的可行性、可靠性，在理论基础上进行了仿真验证。能够准确、快速地检测系统的特征量是STATCOM装置稳定运行的前提条件，利用基于瞬时无功功率理论的检测技术，对STATCOM的电流进行实时检测，并通过仿真校验该算法。为了改进STATCOM装置的控制性能，对其交流侧有功和无功电流之间所存在的相互耦合的问题，构建了基于状态反馈解耦的级联多电平STATCOM装置控制系统；然后将STATCOM装置反馈解耦控制与基于CPS-PWM级联逆变器的混沌映射均衡控制相结合，在实现直流侧和交流侧独立控制的同时；又实现了均衡控制，并对该方法进行了仿真验证。