随着“双碳”目标的提出,新能源发电、大规模储能以及电动汽车等低碳技术有着愈发广阔的应用前景,在源荷双端不确定性条件下,基于电力电子变压器（power electronic transformer,PET）的多电压等级交直流混合配电系统是实现电网柔性互联的手段之一,可有效提升新能源消纳水平。受网侧波动功率的影响,PET子模块不可避免地出现电容电压波动,为抑制此波动,不得不采取较大容值的电容器,这制约了其功率密度的提升,限制了其在配电系统中的应用和发展;同时在电网电压不平衡工况下,受电容电压波动突增的影响,PET网侧电流出现畸变,降低了网侧的电能质量。为此,本文以子模块电容电压波动和不平衡工况下网侧电流谐波抑制为研究重点,主要开展以下工作:首先,对级联型PET的输入级和隔离级进行建模研究,分析了相应的数学模型和传统的控制策略;通过建立PET的整体仿真模型,进行理论分析和仿真结果的对比,指出传统控制策略的局限性。其次,针对子模块电容电压波动问题,推导了二倍频波动电压的产生机理和波动功率的耦合原理,从输入阻抗的角度对波动功率不能自然流入后级的原因进行了分析;在此基础上,提出了一种实时调整隔离级输入电流的电容电压波动抑制策略,可使三相波动功率在低压公共直流母线上顺利抵消,有效地降低了电容电压波动幅值,提升了 PET的功率密度;在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,与传统控制策略进行对比,验证了所提电压波动抑制策略的有效性。然后,针对在电网电压不平衡程度较大时,交流侧功率波动会引起直流侧电压波动突增进而导致网侧电流出现畸变的问题,推导分析了电网电压不平衡时影响电压波动幅值的因素及网侧谐波的产生机理,揭示了交流侧谐波和直流侧纹波间的耦合机制;在此基础上,针对不平衡工况,提出了一种基于改进准比例谐振控制器的网侧谐波解耦抑制方法,并分析了控制器参数对系统稳定性的影响;仿真结果表明所提控制策略能够有效地抑制不平衡工况下的网侧谐波。最后,将应用于输入级的不平衡工况下网侧谐波抑制方法和应用于隔离级的子模块电容电压波动抑制策略相结合,进行了兼顾不平衡工况下网侧谐波和电压波动抑制的研究,在优化子模块电容的同时,提高了网侧电流的电能质量。