在研究风能发电系统的过程中,测试并研究风力发电系统在电网发生故障时的运行特性是必不可少的工作。因电网故障的随机性和不可控性,所以研究能够模拟电网各种故障情形的电网模拟器有着重大意义。本文对电网模拟器的拓扑结构进行了分析,对逆变侧的控制策略进行研究和改进,具体的研究内容包括:1.首先对电网模拟器的主电路形式进行研究,整个系统被分成三个单相子系统,单个子系统输出模拟电网的其中一相。三个子系统均为AC-DC-AC的形式。在前级AC-DC环节,为使能量可以回馈电网采用三相PWM整流器从而实现系统的四象限运行;后级DC-AC环节采用级联H桥逆变器产生交流电压以模拟电网。2、从单相H桥工作原理和调制策略着手,分析研究了级联H桥工作原理和载波移相PWM控制策略,设计实现了基于载波移相PWM调制策略的H桥级联型多电平逆变器,在Matlab/simulink实验平台上搭建了单相H桥电路和H桥级联五电平逆变器以及H桥级联七电平逆变器的仿真模型,并对仿真结果进行比较。3、在H桥级联型逆变器的控制中,针对重复控制中存在误差、动态响应较慢问题,提出一种基于改进型重复控制策略,采用线性插值法设计了滤波器,使得其接近理想模型,实现对参考信号频率快速突变的快速跟踪。建立三相级联H桥逆变器的状态空间方程,结合改进重复控制改善控制策略,通过Matlab/simulink搭建仿真模型,进行仿真验证。4、在前文研究的基础上搭建电网模拟器的仿真模型,通过仿真对设计模型的稳态性能、动态性能进行分析,对电网模拟器模拟正常电网电压、三相电压不平衡、波形畸变、电压幅值突变、电压频率突变等功能进行模拟分析。