配电系统中负载成分越来越复杂,用户对电能质量的要求也越来越高,保证用电设施的高质量用电也成为挑战。现代社会中有源电力技术是解决电能质量问题的重要手段,其中统一电能质量调节器（UPQC）因可以处理多种电能质量问题逐渐成为研究热点,本文针对单相半桥无隔离变压器UPQC的相关技术进行研究,主要研究工作如下:首先,针对单相半桥无隔离变压器UPQC的拓扑结构详细分析串联侧和并联侧变换器的工作模式,建立UPQC串联侧和并联侧电路的数学模型,在此基础上对UPQC的功率流动方向进行了分析。其次,对单相半桥结构的分电容电压纹波进行了详细分析,从单相半桥整流器入手提出等效电容电流,并推导出分电容电压纹波的数学表达式。将这种思路推广到单相半桥无隔离变压器UPQC上,得到分电容电压纹波与负载各次谐波电流的关系,分析各种负载工况下电容电压的变化,仿真验证分电容电压表达式的正确性。然后,针对分电容电压纹波以及非线性负载对串联侧变换器输出电压的影响,在传统电压电流双闭环控制的基础上,提出一种电压外环特征次谐波控制方法;针对实际电路中直流侧分电容电压纹波较大且存在稳态平均值偏差的情况,提出基于滑动平均计算法计算分电容电压实时平均值进而减小比例积分均压控制中的电压误差波动。最后仿真和实验验证所提控制方法的正确性。最后,基于Si C开关器件设计了单相半桥无隔离变压器UPQC的小功率样机,完成了完整的系统电路设计和以FPGA为核心的控制器设计。针对前述单相半桥无隔离变压器UPQC控制方法完成了全部基于Verilog HDL的程序设计,完成了UPQC补偿实验、切载带载实验、网侧电压突变、系统整体启停实验、连接电容容值对比实验及效率测试实验,实验结果显示小功率样机的谐波抑制、电压补偿的动静态性能良好,证明了本文研究的单相半桥无隔离变压器UPQC及提出的控制方法的有效性。