随着配电系统中各类非线性负荷的不断增加，日益恶化的电能质量严重地危害着电力系统的安全和用户的利益。而传统的电能质量补偿装置已不能适应用户对电能质量越来越高的要求，因此研究和发展新的电能质量补偿装置就具有非常重要的意义。基于现代电力电子技术的电能质量补偿装置能够更灵活、更有效的补偿电网中出现的各类电能质量问题，因而得到了广泛关注和深入的研究。综合型电力有源补偿器(UAPC)作为一种新型的电能质量补偿装置，不仅能够抑制电网电压所包含的电压跌落、突升和电压谐波等问题，满足敏感性负荷对用电质量的需求；而且，还可用于解决非线性负荷产生的谐波电流对电网的污染和进行无功功率补偿等问题。因此，对综合型电力有源补偿器进行深入系统的研究，具有广泛、重要的理论意义与实用价值。 论文对电能质量问题产生的原因、危害及其解决方法展开讨论，在此基础上阐述了综合型电力有源补偿器的研究背景与意义；描述了综合型电力有源补偿器的发展过程；探讨了综合型电力有源补偿器的拓扑结构及其分类方法；重点研究了串联型、并联型有源滤波器对不同谐波负载的补偿特性，通过理论分析：验证了串联型有源滤波器适合于电压型谐波负载产生的谐波电流补偿，并联型有源滤波器适合于电流型谐波负载产生的谐波电流补偿的结论，指出在改善电能质量方面右并型综合电力有源补偿器优于左并型综合电力有源补偿器。确定了串联侧三相独立补偿的右并型综合电力有源补偿器作为本文研究的重点。 研究了uAPC并联侧基于函数描述、占空比描述、状态平均法和基于同步旋转dq坐标下模型的不同建模方法，从电流环和电压环两个不同方面对UAPC并联侧稳定性进行了分析，讨论了dq坐标下并联侧稳定性和稳态工作点的确定方法，给出了UAPC并联侧在整流和逆变不同工作状态下的稳态操作区域，为系统的分析与设计奠定了基础；对于UAPC的串联侧建立了单相等价状态空间模型，给出了开环状态下的特征方程，并研究了滤波参数与串联侧特征参量之间的关系。针对UAPC的功率流动和容量问题，推导了UAPC稳态条件下的补偿方程；确定UAPC并联侧的最优操作点。从理论上系统地分析了UAPC串联侧和并联侧之间的功率流动问题，验证了并联侧各相的瞬时无功功率只是在三相之间交换，瞬时无功功率不会导致交流侧和直流侧之间能量交换的结论，推导了综合型电力有源补偿器串联侧最大功率需求公式。上述理论分析对于深入理解和认识UAPC，为实际装置的设计和相关参数选择提供了指导。 针对综合型电力有源补偿器的电流信号检测方法，介绍了基于瞬时无功功率理论的pq电流检测方法，i<,P>、i<,q>电流检测方法，对基于瞬时无功功率理论的pq电流检测和i<,p>、i<,q>电流检测的两种方法提出改进。鉴于单相和任意次谐波检测的需求，提出了一种瞬时虚拟功率方法，实现了对任意系统(不论是单相系统，还是多相系统)的任意次谐波进行检测，相对于以瞬时无功功率理论为基础的电流信号检测方法，瞬时虚拟功率法则具有更大的应用范围。同样针对电压信号检测方法，研究了基于dq理论的电压检测方法和基于瞬时虚拟功率理论的电压检测方法。研究了适用于综合型电力有源补偿器的三角波比较、滞环调制和空间矢量控制等几种跟踪型PWM驱动信号产生方法，分析了他们的工作原理、应用场合及其优缺点，为uAPC的设计与实施提供了基础；介绍了综合型电力有源补偿器的几种控制策略；针对综合型电力有源补偿器的串联侧，设计了基于误差校正的负载电压反馈控制方法。针对综合型电力有源补偿器的并联侧，采用了基于瞬时虚拟功率法的谐波电流检测、并结合直流电压控制和输出滞环调制的并联侧补偿控制策略。 在上述研究基础上，研制了综合型电力有源补偿器。给出了装置主电路详细的参数设计计算过程，结合综合型电力有源补偿器，系统地分析了串联变压器对系统的作用及对补偿行为的影响。详细设计了综合型电力有源补偿器基于TMS320LF2407 DSP的控制板、检测电路、驱动电路、保护电路，以及装置运行的电气控制线路、散热及抗干扰等措施。完成了基于TMS320LF2407 DSP的软件设计和硬件系统的制作。 对综合型电力有源补偿器的开关过程进行了实验研究。通过实验，对UAPC补偿容性负载和感性负载进行了对比研究；系统地进行了UAPC的串联侧补偿实验，并联侧补偿实验和直流电容电压的控制实验；最后进行了UAPC整体工作的实验测试。实验及仿真结果表明本文对综合型电力有源补偿器研究所得到的相关结论以及所提出的检测与制方法是正确有效的。