为治理低压配电网负荷的三相不平衡问题,研究了一种电能质量补偿装置,它由三相三电平中点钳位型逆变器组成。设计了具有复合结构的复数滤波器,其能够快速准确地提取电网电流的正负序分量。在分析逆变器原理和数学模型的基础上,推导出内嵌重复控制器的无差拍控制公式,以弥补输出电流和指令电流的延时,优化开关管开关机时的工作逻辑,保证“I”型桥臂内、外管承受电压一致。基于MATLAB/Simulink仿真环境和物理实验平台对所提的结构和控制策略进行仿真和实验验证,仿真和实验结果表明,该装置能有效地补偿三相电流不平衡,提高电能质量。