我国的交通运输业是组成国民经济的重要成分,随着经济高速发展的同时也在不断的飞速发展,而铁路在交通运输行业又有着举足轻重的地位,并且还在不断的飞速发展中,尤其是目前较热的高铁运输。在电气化铁路高速发展的同时带来的一些电能质量问题也不容忽视,它不仅影响牵引供电系统本身还威胁着公共电网的安全、稳定、经济运行。因此,必须采取行之有效又经济的解决措施来保障整个电力系统的安全稳定。针对基于V/v牵引变压器的牵引供电系统所带来的电能质量问题,本文对其电能质量补偿系统主要研究内容如下:为了解决V/v牵引供电系统负序和无功等问题,结合有源和无源的优势,研究了一种由铁路功率调节器和静止无功补偿器构成的低成本混合型电能质量控制系统。为了在不同负载工况下能够在线实时精确计算最优补偿容量,本文首先对混合补偿结构的原理进行分析,引入了二次侧两臂有功电流大小比KI、有功补偿系数λ、负序无功补偿角度φ,进行了负序优化补偿的公式推导及理论分析。通过在一定的负序电压不平衡度下分析出了λ与φ之间的关系式,推导出了有功与无功补偿之间的关系,并提出一种补偿方案进行容量优化。该方法不需要事先离线计算,可根据两臂负载情况在线实时精确计算出最优补偿容量。最后通过实例计算和仿真分析表明了所提出理论的正确性和经济性。同时针对电气化铁路目前普遍存在的电能质量问题以及高速和重载机车给牵引网带来的更严重的负序问题,研究了在V/v牵引变压器下并联多重化RPC结构的电能质量综合补偿系统,并联多重化RPC结构的电能质量补偿系统能够大幅降低开关频率减少损耗和发热,减少输出波形的谐波含量,并且能够提高装置的整体容量,便于模块化应用。本文研究针对并联四重化RPC补偿系统进行仿真平台的搭建,并建立数学模型,对参考补偿电流信号的检测及计算,对基于PI控制器的两种控制策略进行分析。最后通过仿真来验证并联多重化RPC补偿系统的良好补偿效果及优越性。