为应对能源紧缺和环境污染等问题,可再生能源发电及微电网等技术相继诞生,并得到了空前发展。高效电能传输与电能质量优化等重要技术逐渐成为微电网领域的研究焦点。多功能并网逆变器是光伏、风机等新能源发电单元与交流电网间的接口装置,兼顾有功电能变换、输送与电能质量治理双重功能,近年来受到广泛关注。针对传统的单级式与两级式多功能并网逆变器普遍存在无法适应宽范围直流输入电压或能量转换效率偏低等问题,本文研究了一种适用于宽输入电压场合的高能效准单级三相多功能并网逆变器。本文首先研究了准单级三相多功能并网逆变器的系统架构与拓扑结构。通过在传统三电平DC/AC变换器中引入额外的功率端口,构造出一种三端口三相变换器,其包含一个交流电网端口、一个高压直流母线端口和一个与输入源直接相连的低压输入端口,这种结构使得部分有功功率只需经过三端口三相变换器单级变换并传输至网侧。接着,为实现单级传输有功功率的最大化,文中先分析了传统三电平CBPWM调制策略中注入零序分量的均压方法,进而研究了一种改进型CBPWM策略,其通过改变载波形式、叠加合适零序分量能够实现变换器单级传输功率最大化,并详细分析了采用该调制策略后变换器的功率传输、器件损耗与谐波分布等特性。理论分析表明,相比于传统两级结构,准单级结构在减小器件损耗、减小前级DC/DC变换器功率等级、提高能量转换效率等方面具有明显优势。然后,针对多功能逆变器的电能质量优化功能,建立了三端口三相变换器的数学模型,介绍了准单级多功能并网逆变器的多目标优化控制方法,并采用一种基于旋转坐标系的分析模型,详细分析了无功、谐波、不平衡电流对变换器有功功率传输特性的影响机理。最后搭建了3kVA准单级三相多功能并网逆变器实验平台,从有功电能传输与电能质量优化两方面进行了实验测试,给出了稳态、动态波形及THD、效率等测试数据,验证了变换器的拓扑结构、改进CBPWM策略及控制方法的有效性与可行性。实验结果表明,较之传统方案,准单级三相多功能并网逆变器在兼顾电能质量有效治理的同时,能够高效地实现有功电能的变换与传输,有助于促进微电网系统的高效化与柔性化发展。