随着国家经济的不断发展,电网系统中出现了大量的单相大功率负荷(如电阻炉、电力机车、部分矿热炉、交流电焊机、油田加热设备等),使三相电力系统不平衡问题越来越突出,严重危及到了电网系统的安全、可靠运行。为了综合解决单相负荷接入三相系统引起的电能质量问题,简单、可靠地实现三相/单相平衡变换,本文提出了基于Vv变压器的三相变单相平衡补偿供电方式。主要完成了以下几个方面的工作:首先研究了基于Vv变压器和LC法(移相法)的三相变单相平衡供电方式,简称Vv-LC方案。分析了 Vv变压器的结构和工作原理及优势,结合Vv变压器的特点,分析了它实现平衡供电需满足的条件,讨论了不同性质负载的电路拓扑,考虑三相系统的对称性和高功率因数条件,自行推导出了一套匹配元件参数计算公式,并对所提的拓扑进行了仿真研究,仿真结果验证了 Vv-LC方案的正确性和可行性。接着研究了基于Vv变压器和静止无功发生器(SVG)的三相变单相平衡供电方式,简称Vv-SVG方案。分析了SVG的结构和工作原理、工作特性及优势。并根据负载性质,相应创建了两种不同的Vv-SVG系统结构,研究了对应系统的工作原理,设计了实现Vv-SVG系统的一种方案示意图,并拓展性地构造了基于Vv变压器的三相/单相平衡变换的混合补偿、H桥级联和并联型结构。然后针对Vv-SVG系统的控制策略进行了研究。提出了一种适用于Vv-SVG系统的综合补偿电流检测、控制方法。最后,在MATLAB/Simulink环境中,建立Vv-SVG系统仿真模型,并模拟实际案例,选取实际技术参数,模拟了系统在投入补偿装置前后的变化,以及在所设计的检测、控制方案下,系统能够实现三相侧电流对称、负序含量低、三相输入侧获得单位功率因数的目标,仿真结果验证了 Vv-SVG方案的正确性和可行性。