随着电力电子变换技术在电网中的不断应用,采用即插即用的AC-AC变换模块和下一代配电装备的融合可以更好地为服务于配电网。作为四种最基本的电力变换技术之一,人们对于AC-AC变换的研究与创新远远不及其他三类。现阶段随着更高性能的功率开关器件以及FPGA、DSP等数字芯片的不断更新,都为AC-AC变换器的研究提供了有力支持。此外,世界各国对于日益增长的建设高品质、高效率、智能环保型坚强电网的迫切需求也为AC-AC变换器的实际工程应用提供了良好的应用前景。首先对本课题的研究背景及研究意义进行阐述,详细的分析了几种典型的AC-AC拓扑结构的优缺点,在此之上提出了两种基于共模dual-buck交流斩波的双极性AC-AC拓扑结构(DB-AC和TB-AC)和PWM调制策略。其次分析了上述两种变换器的双极性工作过程。其中DB-AC变换器采用IP-Leg和OP-Leg两个桥臂的占空比d1和d2的组合进行叠加输出,可控自由度高,优化谐波畸变率的能力更强,保证了输出电压的波形质量;TB-AC结构仅使用了 DB-AC中的一个桥臂就可以实现双极性的电压输出。两种AC-AC结构上在调制上均无需设置死区时间,无需采用有损耗的RC缓冲电路,也无需采用专门的换流策略就能够实现安全换流,提高了变换器运行的可靠性。基于以上内容,进而对两种共模dual-buck的AC-AC结构参数进行优化设计,并对两种结构中的功率损耗进行具体量化分析,进而推导出两种变换器的理论效率公式。最后基于PSIM软件对DB-AC及TB-AC进行仿真验证,并利用实验室条件分别搭建500W的实验样机,针对不同负载及不同占空比的工况进行实验验证,并利用功率分析仪对两种变换器实验样机进行实际效率测定;最后,利用两种变换器结构分别搭建相应的DVR实验样机,模拟电网电压波动的情况,从而完成验证所提DB-AC变换器和TB-AC变换器对于电网电压波动问题的有效性和工程应用性。