随着可再生能源的大量应用,对电能变换的要求也越来越高。矩阵变换器作为一种通用的开关型电能变换器有很多优点:输出频率不受限,没有中间储能元件,能量可以双向流动,可作为任意两种电能类型间的变换器。矩阵变换器性能不但与其硬件拓扑结构有关,还与其使用的调制算法有很大的关系。但在比较不同调制算法的控制效果时还没有一种有效的方法。本文在使用最小方差性能指标对变换器的调制算法进行评价的基础上,尝试使用预测控制对调制策略进行改进。本文取得如下研究成果:(1)对比分析了目前三相-三相矩阵变换器常用的的直接传递函数法和双空间矢量法两种调制策略,并利用MATLAB建立其快速仿真试验平台。数值试验结果表明:基于直接传递函数法调制策略的变换器输出波形接近正弦波,但其计算量大,在实际控制器计算量有限的情况下控制效果并不令人满意;双空间矢量调制策略计算量较小,但变换器输出波形有一定的畸变。(2)提出采用最小方差准则对矩阵变换器调制策略进行性能评估的新方法。讨论了不同的关键因素如何影响性能评估结果的可靠性,并给出了选择正确参数的策略。数值试验结果表明,所提方法可以较好的反映电能质量的真实情况,并具有一定的预测矩阵变换器输出的能力,其效果优于目前常用的基于总谐波畸变率的性能评估方法。(3)针对三相-三相矩阵变换器非线性模型,基于预测控制原理和非线性数据融合预测技术,提出了一种改进调制策略,并给出具体算法步骤。仿真试验结果表明,所提方法克服了矩阵变换器两种经典调制策略的不足,其最小方差性能指标接近1,输出跟踪精度高,可行性较好。