a。调节电网电压的相位

晶闸管控制相位角调节器可以控制局部电压达到期望值，但是无法满足整个系统对于无功功率合理分配的要求且动态响应慢。

b。调节线路阻抗

晶闸管控制串联电容器(TCSC)和晶闸管投切串联电容器(TSSC)均为变阻抗型串联补偿器，如图1。4和图1。5[7]。其原理是通过晶闸管的控制在线路中串入容抗，即减少了线路阻抗，从而增大传输容量且提高系统的稳定性。但其响应速度慢且装置体积大，实际使用时受限。

图1。4  多个TCSC串联

图1。5  TSSC电路结构

c。同时调节相位和幅值

如果要同时控制电网节点的电压和支路电流，需同时控制电网电压的幅值和相位[8]。统一潮流控制器（UPFC）可实现此功能，但控制技术尚未成熟且鲁棒性差，并未普及。

因此，研究能够独立调节电压幅值和相位的交流变换器对于提高电网传输容量具有重要的经济效益和工程实用价值。

1。2  交流变换器及其控制技术

交流变换器可以将一种形式的交流电通过某种方式转换为另一种形式的交流电，其幅值、相位、频率、相数均可改变[9]。具有直接和间接两种方式。间接方式可以看做交流—直流变换电路和直流—交流变换电路的组合，其两级功率转换使得变换器体积较大且损耗较多；直接方式为一级功率转换，但转换开关模式的控制技术较复杂。近年来，国内外学者为了获得较好的经济性能与输出电压质量，不断研究和改善交流变换器的拓扑结构与其相应的控制技术。论文网

1。2。1  相控AC/AC变换器及其控制技术

如图1。6所示，将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，控制晶闸管的通断就可以控制交流输出。控制晶闸管开通相位，可调节输出电压有效值，此为交流调压电路。控制晶闸管通态与断态周期数的比值，可调节输出功率的平均值，此为交流调功电路[10]。两种方式均不改变输出电压的频率。

采用相位控制时，输出电压相对准确、响应速度快，但电网谐波比较大；采用通断控制时，谐波污染极少。

图1。6 相控AC-AC变换拓扑

1。2。2  矩阵变换器及其控制技术

矩阵变换器采用双向可控开关和PWM技术来实现电能变换[11]。图1。7为矩阵变换器的拓扑结构。该电路的优点是输出电压和输出电流均可控制为正弦波，频率不受电网频率的限制；能量可双向流动，功率因数可控；无需中间储能环节，效率较高[12]。缺点是其在应用中需保护双向开关，PWM控制复杂且电压最大增益只有0。866。

图1。7 矩阵变换器拓扑结构

1。2。3  基于多电平拓扑的控制技术

传统三相电压型桥式逆变电路输出相电压有两种电平，但在高压转换领域，开关器件的耐压等级无法满足，且dv/dt较高，波形不太理想。多电平技术的出现使其在大功率转换领域中有着重要应用。其原理是由几个基本电平合成阶梯波，以逼近正弦电压波形[13]。早期多电平技术主要应用于逆变电路，近年来学者们不断研究并将其运用到在交流变换器中。

半桥式三电平AC/AC变换器由输入电压源、输入滤波器、三电平变换器、高频变压器、输出周波变换器和交流负载组成[14]。该电路结构简单，功率密度高，并且能够双向流动。其中三电平变换器是在传统的两电平半桥式电路结构的基础上通过改进而得到的。此变换器采用电压瞬时值反馈控制，通过PWM调制且各开关的驱动信号交替互补，可以实现稳压和调压功能。相对于传统的两电平结构，开关管两端的电压应力减少一半、输出电压电流波形质量好，适用于大功率变换场合。