我国的电气化铁路广泛采用27.5k V/50Hz的单相工频交流制供电方式,牵引供电系统因其结构上的单相独立性和不对称性,使得长期以来形成的电分相和电能质量问题成为了影响高速和重载铁路发展的两大关键制约,伴随着我国《中长期铁路网规划》和“十四五”计划的实施,铁路旅客发送量和货运量逐年攀升,列车行车组织密度和运行速度不断刷新,导致以负序为主的电能质量问题愈发凸显。同相供电技术作为能够综合解决电分相和电能质量问题的有效技术手段,引领了新一代牵引供电系统的技术革命,鉴于此本文针对我国电气化铁路中广泛应用的V型接线牵引变压器,提出了采用SVG有源无功补偿技术构建的新型同相供电综合补偿方案,以期能够在改善电能质量的同时,避免电力机车过分相所引发的一系列不良影响,从而确保电气化铁路的安全稳定高效运行。本文首先针对所提两种综合补偿方案的主要装置组成和技术要点进行了详细介绍,并结合不同类型牵引负荷的实际运行特点,提出了综合补偿装置的三种典型补偿工况,在此基础上详细分析了所提方案在不同工作模式下的负序无功治理原理及各端口间的电气量关系,并通过建立综合补偿数学模型,推导了两种方案在不同工作模式下的补偿装置容量配置理论计算通式。其次研究确立了适用于负序无功综合补偿的系统控制策略,采用基于瞬时无功理论的单相负荷电流检测算法和SVG直接电流控制方法构建了期望补偿电流的运算控制策略,从而实现了SVG的指令电流运算及控制驱动功能,并以电能质量国家标准为约束,给出了考虑满意补偿条件下的系统工作模式切换策略及补偿装置容量计算方法。随后基于实测负荷数据,针对两种综合补偿方案进行了负荷过程分析,并采用MATLAB/Simulink仿真软件搭建仿真模型,以模拟验证不同负荷工况下的系统运行特性及补偿效果,且仿真结果表明两种综合补偿方案均能有效实现预期的补偿目标,综合治理效果良好,证明了所提方案及控制策略的有效性。最后为进一步检验所提方案的工程可行性及控制策略的实时性能,采用d SPACE半实物仿真技术搭建了两种综合补偿方案的低功率实验平台,并通过实验测试充分验证了综合补偿方案的补偿原理及实际补偿效果,为更大功率实验平台开发及实际工程应用提供了技术经验支撑。