随着新兴用电负荷的迅速增长,人们对电网电能质量的要求也日渐增高。与此同时在三相四线制配电系统中,由于非线性和不平衡负载不断增多,导致无功、负序以及中性线电流等电能质量问题层出不穷,给电网造成了巨大的影响。因此,研究电能质量补偿器对电能质量问题进行治理就显得极为重要和迫在眉睫了。配电网静止无功补偿器(DSTATCOM)的出现很好的解决了上述问题,以其容量小、响应快、谐波含量小、开关损耗小的优良特点,还能补偿系统无功和不平衡负载以及抑制电压波动,已成为柔性交流输电系统装置中的重要成员之一。首先,本文针对传统分流式三相四线制DSTATCOM拓扑结构复杂、控制难度大等问题,提出了一种三相四线制电容耦合型DSTATCOM拓扑结构。不仅避免了分裂电容式三桥臂拓扑结构直流侧电压均压问题,而且比三相四桥臂拓扑结构减少了一对桥臂,使得系统更加稳定,成本更低。对其系统原理进行了分析,推导了串联电容的参数设计方法。并将其与分裂电容式三桥臂拓扑结构的中性线电流输出能力进行了对比,仿真验证了所提结构的正确性和有效性。其次,针对所有分流式三相四线制DSTATCOM拓扑装置容量过大、成本过高等问题,运用了一种新的类似“封堵”的思想,提出了一种基于串并联结构的混合型三相四线制配电网电能质量补偿器。该系统在治理中性线电流时,可以解决传统变压器并联补偿方式下所需变压器容量较大,治理效果不理想等问题。并且不需要将中性线电流引入自身回路,能实现全线减小。建立了新型串联部分的数学模型,并对不平衡负载电压及补偿原理进行了详细的分析。从容量和治理效果两个方面将其与传统变压器并联结构进行了对比分析。仿真分析表明本章所提结构的正确性和有效性。然后,针对传统基于瞬时无功功率的直接电流法结果误差较大和传统的在正、负序同步旋转坐标系下进行补偿未考虑电压不平衡等问题,提出一种新的正、负序双环叠加控制策略,可在系统电压不平衡的情况下实现无功功率和负序的补偿。建立了配电网DSTATCOM在正、负序等效电路中的数学模型,分别推导了无功功率、直流侧电容电压以及负序控制环的传递函数。通过Matlab/Simulink进行建模仿真,结果表明本章所提控制策略的正确性和有效性。最后,对DSTATCOM主要部件的参数进行了研究和设计,制作了一台三相四线制小功率实验样机,并对其控制性能和电能质量补偿效果进行了实验验证。