三相电压型PWM整流器具有网侧谐波小、能量双向流动、直流母线电压可调以及功率因数可调等优点而受到国内外学者的广泛关注,目前已经在理想电网下深入研究并且提出电压定向控制(VOC)、直接功率控制(DPC)以及模型预测控制(MPC)等控制方案。实际电网由于单相负载的接入、电网故障、大电机启动等原因通常是非理想的,如果继续沿用理想电网下PWM整流器的控制策略会造成网侧电流畸变,直流母线电压和功率波动等电能质量下降问题。因此,在电网非理想条件下,针对PWM整流器的控制方案进行深入研究以消除非理想电网条件下带来的负面影响已经成为一个亟待解决的难题。由于电网电压不平衡情况是非理想电网的一种特殊情况,本文先研究电网电压不平衡下的控制策略。因为传统的pq瞬时功率理论已经成为电力领域的标准,故本文先深入研究电网电压不平衡下基于传统pq理论的控制策略,并提出加功率补偿的模型预测控制(MPDPC).本文提出的加功率补偿值的MPDPC控制策略不需要提取正负序分量,完全在静止坐标系下实现,改进的控制策略已经经过仿真和实验验证。然而传统的pq理论被证明不适用于电网电压不平衡情况,本文引入了适用于电网电压不平衡的扩展pq功率理论。本文先验证该扩展pq理论在电网电压不平衡情况下的优越性,然后将该理论应用到DPC,通过分析扩展瞬时功率在不平衡情况下的变化曲线来建立改进DPC需要的矢量表；然而由于DPC选取矢量不精确从而有稳态性能较差、稳态时功率纹波较大以及网侧电流THD高等缺点,为了解决上述问题本文提出了改进的MPDPC,在电网电压不平衡情况下通过目标函数的方式选取下一时刻的最优电压矢量,该改进的MPDPC相比较改进的DPC有着良好的稳态性能以及较低的电流THD；最后,为了得到更好的控制效果,本文将扩展pq理论应用到DPC-SVM,并且计算跟踪下一时刻的有功和扩展无功的变换器侧电压参考矢量从而用SVM拟合出开关信号,改进的DPC-SVM在较低的采样频率下的控制效果仍然优于改进的DPC以及改进的MPDPC,有着更小的功率脉动以及更低的电流THD值,上述基于扩展pq理论的改进策略都经过仿真和实验验证。上述一些方法均可以成功消除掉不平衡电网电压带来的负面影响,但是电网电压往往含有低次谐波,故最后本文针对这种情况做了深入的研究,提出了三种电网电压不平衡且含有低次电压谐波的情况下仍然可以准确的提取出电网电压正负序分量的方法：电网谐波下快速提取法、级联式信号时延法、无限脉冲响应滤除法,通过比对本文选择了适用一般情况的级联式信号时延法。在电网畸变的情况下先精确分离出正负序分量后,重新计算得到仅含有正负序分量的原始信号以及延迟信号,将重新计算得到的信号作为控制变量可以和不平衡下本文改进的方法无缝衔接,取得良好的控制效果。该策略已经通过仿真的验证,证实了其有效性。