近年来,随着非线性电力电子装置在电力系统中的广泛应用,电网中的谐波污染问题日益突出。三相电压型不控整流装置是电网中的重要谐波源,它广泛应用于交-直-交变频器、直流驱动、电动汽车等领域。该类谐波源所产生的谐波注入到电力系统中会造成诸多危害,如使电力设备产生附加损耗,造成继电保护装置误动作,产生谐振过电压等,严重影响了电力系统的安全稳定和经济运行。目前关于三相电压型不控整流装置的谐波源模型中,谐波耦合导纳矩阵模型是准确度非常高的模型。该模型计及了谐波源供电端的各次谐波电压和所产生的谐波电流之间的耦合关系,可考虑谐波源与系统之间的谐波相互影响。但目前的研究中,尚缺乏基于该模型进一步对非线性电力电子装置的谐波产生特性的深入分析以及谐波在系统中的扩散研究等。通过精确的数学模型研究谐波源的谐波产生特性和系统的谐波潮流,对制定谐波抑制策略,减少谐波污染具有重要意义。本文基于谐波耦合导纳矩阵模型,对三相电压型不控整流装置(Voltage Source Converter, VSC)的谐波产生特性及含三相VSC系统的谐波潮流情况进行了深入研究。分析了谐波耦合导纳矩阵模型具有的谐波解耦特性和矩阵导纳元素的物理意义,研究了三相不控VSC在电流断续和电流连续两种不同工作模式下的谐波产生特性。进一步提出了基于VSC谐波耦合导纳矩阵模型的系统谐波潮流迭代算法和谐波耦合导纳矩阵简化模型,并对所提方法的准确性和简化模型的精度进行了验证。论文的主要研究内容可分为如下三方面：(1)分析了非线性电力电子装置类谐波源的谐波耦合导纳矩阵模型的建模过程、模型原理、表达形式以及导纳矩阵元素的物理意义;在此基础上,对三相电压型不控整流装置谐波耦合导纳矩阵的元素幅值进行了标幺化,分析得出了电流连续和电流断续两种工作模式下各次谐波电压对谐波电流的耦合关系以及相对贡献大小,得出了三相不控VSC在连续和断续两种运行模式下的谐波产生特性。谐波电压对谐波电流的影响随谐波次数的变化而不同。VSC的谐波特性在两种工作模式下的相同点为：各次谐波电压对谐波电流的贡献随谐波次数的增大而减小；同次谐波电压和谐波电流之间的自耦合作用大于非同次谐波间的互耦合作用；不同点为：电流连续模式下各次谐波电压与谐波电流的自耦合作用较强,且高次谐波电压对谐波电流的贡献远小于基频电压。(2)提出了基于三相不控VSC谐波耦合矩阵模型的系统谐波潮流迭代算法。该算法根据谐波耦合导纳矩阵模型的解耦特性,将基波潮流和谐波潮流分开计算。通过联立系统的导纳方程和谐波源的耦合矩阵模型方程计算系统的谐波潮流,并在计算过程中根据谐波源输入端电压的变化对三相电压型不控整流装置电流的导通角和截止角等参数的影响,迭代修正了谐波耦合导纳矩阵模型的各矩阵元素,直至谐波潮流结果收敛。将所提出的方法分别应用于含单个和多个三相不控VSC谐波源的系统,通过时域仿真与编程计算对比多个算例的系统谐波潮流结果,定量分析了两种方法所得出结果的差异,验证了所提算法的准确性。(3)提出了三相不控VSC的“忽略共轭矩阵”的简化模型和忽略谐波互耦合影响的诺顿等值电路简化模型。导纳矩阵中各元素的相对幅值大小体现了各次谐波电压对三相电压型不控整流装置所产生的谐波电流的贡献。两种简化模型在谐波耦合导纳矩阵完整模型的基础上,保留了对谐波电流贡献较大的“主要元素”,忽略了对谐波电流贡献较小的“非主要元素”。简化模型包含了谐波电压与谐波电流的主要耦合关系。基于简化模型,对含三相不控VSC的系统的谐波潮流进行了计算,对比了三相电压型不控整流装置两种简化模型与完整模型在不同背景谐波电压供电情况下的误差以及系统谐波潮流误差,证明了电流连续模式下,“忽略共轭矩阵”的简化模型与诺顿等值电路模型的误差较小,另外,简化模型的误差随输入电压畸变率的增大而增大。