由于越来越多的不对称负载以及非线性负载引入电网,其对电网的干扰会严重地影响电网运行的效率,并且对电能质量造成巨大的威胁。为了减少其对电网带来的不良影响,近年来,一种三相四桥臂逆变器拓扑结构被提出,它具有体积小、质量轻和效率高的优点。然而这种逆变器由于开关数目增多而使控制器设计复杂,实现困难。主要研究内容如下:(1)利用对称分量法和旋转坐标变换,在静止坐标系和旋转坐标系下建立三相四桥臂逆变器带三相平衡负载、不平衡负载和非线性负载时的数学模型,在旋转坐标系下实现前三个臂对与第四臂对之间电压和电流的解耦控制。(2)介绍在静止αβγ坐标系和静止abc坐标系下的3D SVM(Three Dimensional Space Vector Modulation,三维空间矢量调制)策略,深入研究静止abc坐标系下3D SVM算法的实现过程。这种调制策略可以避免传统的αβγ坐标变换,使开关电压矢量的选取和占空比的计算更加简单,显著降低调制算法的复杂性。(3)建立三相四桥臂逆变器在假定负载和空载情况下的状态空间模型,利用极点配置的原理设计状态反馈控制器来达到对系统的稳定控制。同时,为了克服数字处理器采样、计算延时造成的占空比受限问题,引入状态观测器的设计。根据逆变器的传递函数、期望的极点分布和性能指标要求,计算出合适的PID控制器参数。将这两种控制器与重复控制器相互结合构成两种双环控制策略,提高系统的抗干扰性。(4)通过MATLAB/Simulink对系统进行仿真,模拟三相四桥臂逆变器在三相平衡负载、不平衡负载和非线性负载情况下的控制过程。仿真结果表明,不论在负载突变等大干扰情况下,还是在负载不对称或者非线性情况下,逆变器都能够保持良好的动态特性和电压输出特性。(5)将三相四桥臂逆变器应用于小型风力发电系统中,建立系统带不平衡负载时电网侧变流器和风力机运行时的数学模型,研究当电网电压突然发生三相短路故障和单相故障时机组的LVRT(Low Voltage Ride Through,低电压穿越)能力。