随着我国进入工业4.0时代,负荷越来越复杂,设备也越来越敏感,这样就带来了一些电能质量问题,如:三相不平衡、谐波污染、电压畸变等,导致用户对电能质量要求越来越高。统一电能质量控制器(UPQC)是目前综合调节电能质量比较好的电能装置,不仅是结构上的灵活整合,而且在功能上也完美协调。许多国家和学者加大了对UPQC的理论和实验研究,本文对UPQC的拓扑结构、检测方法和控制策略进行了深入研究,提出了新的拓扑结构,并设计了新的检测方法和补偿策略。首先分析了UPQC的拓扑结构,对传统的拓扑结构MMC-UPQC进行了形式上的改进。传统MMC-UPQC结构的连接方式致使串联端的零序电压不会耦合到馈线侧,不能补偿零序电压。而新MMC-UPQC拓扑结构,在串联侧并联两个逆变器,按照星型接法,另一端会直接接入馈线,解决了传统拓扑结构不能补偿零序电压的问题,而且在公共直流侧udc一样时,新拓扑结构输出电流是传统结构输出电流的2倍。串联逆变器如果有个发生故障或者不能正常工作,此时的拓扑结构就相当于传统结构,可以在一定时间内继续工作维持电压的稳定。其次研究了检测方法,先是介绍了瞬时无功功率等传统检测法。在分析这些检测方法优点的基础上,给出了一种新的检测方法。在而坐标中新的方法不仅可以检测电压谐波和电压畸变分量,也可以检测到谐波和无功电流。只要电流i投影到电压u的法线上就可以检测到基波无功电流,此算法最大优点就是可以实现多个电量的检测,使用范围较广。最后分析了补偿控制策略,介绍了三角载波调制法等控制方法的原理,主要是对最小能量补偿法进行了详细的分析。在研究此补偿策略时,在矢量图中得到启发,从视在功率分析其补偿策略。通过分析注入角与各个矢量之间的关系,在不影响补偿量的前提下,求出一个最佳注入角,这样通过控制注入电压的注入角,求其幅值,求得电压最大值从而使UPQC达到最佳补偿效果。