本发明提供一种高速铁路电能质量及牵引网电压综合补偿系统，该综合补偿系统包括安装在牵引变电所牵引侧的单相背靠背STATCOM补偿装置及安装在分区所的晶闸管投切高通滤波器；单相背靠背STATCOM补偿装置用于负序补偿、2?11次范围内的低次谐波滤波、功率因数及牵引网母线电压控制；晶闸管投切高通滤波器用于吸收11次以上的高次谐波，稳定牵引网末端电压。该系统的单相背靠背STATCOM装置，实时检测牵引变电所的功率因数，动态无级调节无功输出，维持系统功率因数在0.9以上；分区所设置晶闸管投切的高通滤波器，用于吸收11次以上的谐波电流，改善牵引网电压。整个系统具有占地面积小、运行损耗小、工程造价低、可靠性高、技术实现简单、综合效益突出等优点。