随着电力电子技术的不断发展,更多采用电力电子器件的补偿装置在电力系统中得到了应用。其中,静止无功发生器作为现代柔性交流输电系统的重要组成部分,可以连续补偿电力系统所需的感性和容性无功功率,具有控制灵活、响应速度快等优点。本文通过理论分析、数学建模、仿真实验和系统实现,对基于LCL滤波器桥式逆变电路的三相三线制低压静止无功发生器进行了深入的研究。本文首先叙述了电网无功补偿的必要性、无功补偿装置的发展和研究现状,然后介绍了三相电路中无功功率的性质以及静止无功发生器的补偿原理。根据电路理论和坐标变换方法对主电路进行数学建模,并在此数学模型的基础上推导出了基于逆变侧电感电流直接控制的静止无功发生器闭环控制框图。此外,还介绍了无功电流检测、电网电压锁相、空间矢量调制的原理,以及电压和电流调节器的频域设计方法。本文针对静止无功发生器输出电流谐波问题,提出了一种基于滑动窗口DFT谐波检测、电网侧电感特定次谐波电流前馈补偿的稳态谐波优化方法,并在Matlab仿真平台中搭建了系统模型对该方法进行仿真验证。最后,搭建了一台三相三线制低压静止无功发生器样机,在测试平台中对该样机进行了开环和闭环无功补偿实验,实验结果表明各项性能满足设计指标,同时也验证了硬件设计的正确性和控制方法的有效性。