解决传统化石能源日益减少而带来的能源危机,建立新的利用可再生资源的能源生产供应体系是各国能源产业的重要研究方向和发展目标,而如何组织和建设新的供应体系更决定着新能源的普及和利用程度。目前,我国的可再生能源利用方式主要是建设集中式可再生能源发电场,通过输电网络传输到负荷中心地区;此方式完全依赖于输电网络,不仅增加了输电网传输能力也限制了电力供应的自我调控能力。因此,为改善我国能源生产和供给的安全性、局部独立性以及环境友好程度,在居民区及商业区附近广泛发展分布式新能源发电将是一个新的发展趋势。　　为使用户侧大量新能源能够充分地发挥作用并可对其有效管理,本文给出一种基于级联型有源前端控制器的直流供电系统结构。在该结构中结合电力电子技术与高频隔离技术将配电降压变压器与低压AC-DC变换器一体化设计为级联型有源前端控制器,以完成中压交流配电网与低压直流网之间功率相互变换过程。鉴于级联型有源前端控制器在直流配电系统中具有关键性的作用,本文重点对其中的前端AC-DC级联变换器拓扑结构、前端级联型功率平衡控制策略及后端单向高频直流变换器模块的拓扑结构进行研究,最后针对单向级联型有源前端控制器进行理论研究与实验验证,具体工作如下:　　(1)针对前端AC-DC传统H-桥级联变换器所存在桥臂功率管直通及直流侧电压利用率低的问题,以双降压/升压式变换器模块为基础,提出一种新型级联型双降压/升压式变换器。该变换器具有无桥臂直通、直流侧电压利用率高、功率管及续流二极管可优化选取等优点。该拓扑结构通过采取移相控制技术,理论上解决了单个模块存在的电流过零点畸变问题;同时通过采取同名端耦合电感技术来改善该级联型变换器需要大量分离电感的问题。另外,在一定功率等级变换下,此类变换器可采用硬开关的MOSFET,在较高开关频率的同时具有较低的开关及导通损耗。通过设计并搭建1kVA、3模块的级联型半桥式的并网实验系统验证了所提出的级联变换器的有效性及其具有较宽功率因数的能力。　　(2)为了使得级联型有源前端控制器的各模块功率平衡,从基于能量守恒的串联与并联等效映射电路的角度出发,对级联型功率变换系统进行解耦分析,提出一种有效的级联型功率平衡控制策略,该策略可以实现有功与无功功率综合控制及各模块直流侧电压平衡控制,同时具有模块化、易于实现等优点。通过设计并搭建2kVA、3模块的级联型半桥式的小型实验系统验证了所提出的级联型功率平衡控制策略在纯有功、有功与无功、无功阶跃、不平衡功率变换条件下,具有良好的控制性能。　　(3)针对有源前端控制器中单向隔离型直流变换器单元的拓扑结构,采用共用ZVS后桥臂的方式将移相全桥变换器和半桥型LLC谐振变换器结合为一体,提出一种新型的软开关混合全桥-半桥型直流变换器单元,保证了后桥臂开关在全负载范围内ZVS。另外将混合全桥-半桥型变换器的双路输出进行串联,通过移相全桥变换器来调节直流输出电压在所需要的电压范围内。为解决环流问题,在移相变换器二次侧加装谐振电路对一次侧电流进行复位;另外该谐振电路还能够传输更多的输入能量到输出侧,同时对二次侧整流二极管进行箝位。通过设计并搭建3.7kW、40kHz的硬件实验系统验证了所提出结构的正确性及性能的优越性。　　(4)将双降压/升压式变换器与混合全桥-半桥型直流变换器模块采取输入串联、输出并联方式组合而成,提出一种新型单向级联型有源前端控制器的系统结构,该新型有源前端控制器在保持对低压直流侧有功功率供给同时还可以对电网进行无功补偿。首先,输入串联而成的前端AC-DC变换器为本文提出的级联型双降压/升压式变换器,基于提出的级联型功率平衡控制策略的双降压/升压式变换器模块可等效为可控电压源。其次,输出并联的混合型直流变换器模块组合采取一种有效的均流控制策略使得级联型双降压/升压式变换器中各AC-DC模块具有几乎相同的功率变换。最后,通过设计并搭建1kVA双模块结构的小型实验系统验证了整体系统结构的可行性和控制策略的有效性。