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交流电网传输线中的有功和无功电能传输与线路阻抗、发送端电压和接收端电压的幅值以及两者的相位差有关。在不改变电网线路阻抗的情况下,若能分别独立地连续调节电网节点电压的相位和幅值,则可有效地控制线路中的有功和无功电能潮流。为此,本文提出一种新的电能传输控制方法——相位和幅值可控交流-交流变换器(AC-AC converter with controllable phase and amplitude,ACCPA),研究一类新型AC/AC交流变换技术及其控制策略。采用工作象限概念,获得一种适用于Buck型、Boost型、Buck-Boost型交流变换器等电路拓扑的构建方法。为得到低电压应力、具有升降压功能的同相交流变换器,提出级联式Buck-Boost交流变换器和?型Buck-Boost交流变换器,给出多种交流稳压或交流调压的模式选择控制策略。研制级联式和?型Buck-Boost交流变换器原理样机各一台,进行了实验验证。以级联式Buck-Boost交流变换器为基础,在其前级占空比中加入2倍频交流变量,提出相位和幅值可控交流-交流变换器ACCPA,它具有两个控制变量,能够分别独立地连续调节电压的相位和幅值。单相ACCPA的前级是一个Buck型交流变换器和一个三次谐波陷阱,可以超前或滞后调节输出电压的相位;其后级是一个Boost型交流变换器,与前级一道用于调节输出电压的幅值。相对于输入电压,单相ACCPA输出电压的相位和幅值均可分别连续调节,输出电压相位角?1的最大变化范围为[?30o,30o]。详细研究了单相ACCPA的电路工作原理,给出了单相ACCPA的相位和幅值控制策略,为验证单相ACCPA理论分析的正确性和控制策略的可行性,研制了1台单相ACCPA原理样机。利用三相对称关系,提出了无三次谐波陷阱的三相ACCPA电路拓扑结构,其前级是三个单相Buck型交流变换器,其后级是一个三相Boost型交流变换器。通过控制前级占空比dy1x和后级占空比Dy2,使得三相输出电压的相位和幅值可分别独立地连续调节。研究了三相ACCPA的电路工作原理和控制策略,研制1台1200VA三相ACCPA原理样机,实现三相ACCPA的相位和幅值分别独立闭环控制,给出实验波形和测试数据。提出π型单相ACCPA和π型三相ACCPA的电路结构。相对于级联式单(三)相ACCPA,π型单(三)相ACCPA省缺了1(3)个前级输出滤波器。分别以第三章研制的单相ACCPA原理样机和第四章研制的三相ACCPA原理样机为实验平台,进行π型单相ACCPA和π型三相ACCPA的原理实验研究,给出相关实验数据。实验结果证实了π型ACCPA理论分析的正确性及其控制策略的可行性。