静止同步补偿器(STATCOM)是电力系统暂态电压稳定控制的有效工具。本文以国家电网公司攻关项目—上海西郊变±50Mvar链式STATCOM的研制为背景，对三角形连接的链式STATCOM的主电路分析及参数设计，多电平优化PWM方法、电容电压不平衡机理分析、平衡控制和动态控制策略设计等关键技术进行系统深入的研究。 主电路分析是研究链式STATCOM特性的基础。论文为链式STATCOM设计了基频和150Hz优化PWM方法，为采用基频优化PWM方法的链式STATCOM建立了电容电压的稳态模型，在此基础上，对±50Mvar链式STATCOM进行主电路性能分析和电容容值的设计。 电容电压平衡控制是使链式STATCOM能够安全稳定运行的关键问题，论文通过理论、仿真和实验研究，分析了引起电容电压不平衡的内在机理，得出3次谐波是导致采用基频优化PWM方法的链式STATCOM电容电压不平衡的主导因素。由此设计了基于基频和150Hz优化PWM方法的脉冲循环换位法和基于交流母线能量交换法的平衡控制，仿真结果表明所设计的电容电压平衡控制是正确有效的。 动态控制策略是链式STATCOM控制系统的核心部分，决定其无功响应速度和安全运行范围，而链式STATCOM具有分相结构和开环响应时间常数大的特点。论文建立了链式STATCOM的有功—无功暂态模型，基于该模型，根据多变量非线性控制逆系统方法为链式STATCOM设计了快速响应动态控制，即基于逆系统方法的有功—无功解耦PWM控制策略；在此基础上，为链式STATCOM设计了反故障动态控制策略，包括两种不对称控制策略：不对称矢量控制和分相控制，以及系统电压突变前馈控制。仿真结果表明，有功—无功解耦PWM控制使链式STATCOM的无功响应时间减小至10ms以内，所设计的不对称控制显著的增强了链式STATCOM在不对称工况下安全运行的能力，系统电压突变前馈控制使链式STATCOM能够抵御系统正序电压50％的突然下降。 在链式STATCOM实验样机上实现文中所设计的基频、150Hz优化PWM方法、电容电压平衡控制、分相控制以及基于逆系统方法的有功—无功解耦PWM控制，并进行了大量的实验研究。实验结果与仿真结果相吻合，验证了上述控制策略是正确而有效的。