無功、諧波和負(fù)序一直是電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)存在的技術(shù)難題，伴隨著高速、重載電氣化鐵路的發(fā)展，負(fù)序問題越來越突出。由于電分相裝置的存在，機車運行速度受到限制。同時由于牽引負(fù)荷是高電壓、大容量負(fù)荷，傳統(tǒng)的兩電平變流器已不能滿足要求。

　　為了解決上述問題，本文首先研究了基于新型YNvd平衡變壓器和二極管箝位五電平結(jié)構(gòu)潮流控制器的同相供電系統(tǒng)。其中針對二極管筘位型五電平變換器固有的電容電壓不平衡問題，文中分析研究了一種新型的基于單級電容的直流輔助穩(wěn)壓電路，其結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、可靠性強，該電路能夠在任意功率因數(shù)條件下，特別是在有功傳遞時，實現(xiàn)直流電容電壓的平衡。

　　除此之外，本文還研究了一種借鑒德國模式的基于三／單相交直交潮流控制器的貫通同相供電系統(tǒng)。為了適應(yīng)高壓大容量牽引供電要求，降低開關(guān)器件應(yīng)力，降低器件開關(guān)頻率，減小器件開關(guān)損耗和輸出電壓THD值，提高潮流控制器可靠性及效率，文中提出了貫通同相供電潮流控制器的兩種多電平結(jié)構(gòu)方案，包括二極管箝位五電平結(jié)構(gòu)方案和級聯(lián)九電平的潮流控制器結(jié)構(gòu)方案。其中，在二極管箝位五電平結(jié)構(gòu)方案的

　　PWM調(diào)制方式中，本文又研究了一種快速SVP珊I調(diào)制算法。該算法將傳統(tǒng)筇坐標(biāo)系坐

　　標(biāo)軸沿坐標(biāo)原點順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)45’得到一種新的靜止直角坐標(biāo)系一口鑼’坐標(biāo)系，

　　在該坐標(biāo)系下參考電壓矢量的定位和基本矢量作用時間的計算只需進行簡單的加減和乘法運算，避免了繁瑣的三角函數(shù)和無理數(shù)運算，計算相當(dāng)簡便。

　　最后，本文嘗試性地研究了一種級聯(lián)型無輸出變壓器的貫通同相供電潮流控制器結(jié)構(gòu)方案。該方案中交直交潮流控制器由五個功率單元級聯(lián)構(gòu)成，其中每個功率單元又是由基于二極管箝位五電平結(jié)構(gòu)的交直交變換器構(gòu)成。通過多單元的級聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高了輸出變換器的電壓等級，因此可取消輸出變壓器，直接為牽引負(fù)載供電。