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(jī)車運(yùn)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(qiáng)，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(jìn)行簡單的加減和乘法運(yùn)算，避免了繁瑣的三角函數(shù)和無理數(shù)運(yùn)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。