能源短缺、环境污染等问题造成的压力,促使全世界各国都在加强对可再生能源的研究。以光伏、风力等分布式电源（distributed generation,DG）为代表的可再生能源是一条缓解能源短缺、减轻环境污染的有效途径,然而可再生能源固有的间歇性、随机性和不确定性给电网的优质运行带来了巨大的压力,尤其加剧了电网电压的波动频率和幅度。配电网作为电力系统发、输、变、配、用五个环节中,与用户连接最为紧密的环节,电压的波动将会对用户和电网造成巨大的危害。因此,本文以解决低压配电网出现的高/低电压波动问题为研究目标,在充分研究传统电压调节手段的基础之上,提出了基于AC-AC变换器的低压配电网电压柔性调控技术。首先,分析了低压配电网出现过/欠电压问题的原因以及危害,对现有几种典型调压措施进行了优缺点的比较分析,在此基础上将直接式AC-AC变换技术引入到电压调节中。针对双极性电压调控的需求,基于两电平无差分交流斩波桥臂提出了一种新型双极性AC-AC变换器（BT-AC）拓扑结构,解决了AC-AC变换器存在的换流问题,提高了系统的可靠性。所提BT-AC具有简单的控制策略、易于工程实现,并且双极性电压的输出能够同时解决低压配电网出现的过/欠电压问题。其次,详细分析了BT-AC的拓扑结构、调制原理、工作过程,在理论分析的基础之上,采用PSIM进行了仿真验证。结合仿真结果对单相BT-AC实验样机的参数进行了优化设计,在参数固定的情况下,详细分析了BT-AC输出电压谐波含量,并利用MATLAB绘制了谐波畸变率THD_V与两个调制比d₁和d₂的关系图。建立了基于所提BT-AC的单相电压柔性调控系统数学模型,给出了基于电压有效值的系统闭环前馈反馈复合控制策略,并分析了单相调压系统的仿真结果。最后,在理论分析和仿真验证的基础之上,采用FPGA控制器与型号为IKW75N60T的IGBT功率开关管,搭建了额定功率1kW的单相BT-AC实验样机和基于BT-AC的单相电压柔性调控系统实验平台,验证了所提出的电压柔性调控方案的有效性。