三电平电力变换装置凭借其较低的元器件应力,较高的功率密度等优势在大功率电流变换场合得到了广泛应用。三电平特有的结构决定了其与传统两电平电流变换设备在控制、分析等方面的差异。本文以三电平维也纳AC/DC为研究对象,以功率因数校正为基本目标,在对数学模型进行构建的基础上,对结构特点、校正原理以及性能表现等进行了分析。对提高功率因数方法的分析从两方面展开,一方面,对传统的以相为控制单位的控制方式进行了阐述,另一方面,以空间矢量控制方式进行了分析,并提出了改进的三电平空间矢量合成技术,该技术利用几何投影方式实现三电平矢量合成向两电平矢量合成转换,并通过对三相电流极性的实时采集确定参考矢量的坐标位置。和传统的空间矢量合成校正方式相比,一方面能充分利用现有的传统两电平合成方法,另一方面使得复杂的矢量合成更易理解和掌握。除了对单台设备功率因数校正技术分析外,本文还从设备网侧以及直流输出侧两个角度对多台设备并列运行的情况进行了数学建模与分析,通过构建网侧并联设备的整体数学模型,使得关于设备间的环流路径、设备间的相互影响等的分析过程更为简化。同时,揭示了零序分量在设备并列运行过程中的关键作用,阐述了三电平AC/DC设备直流侧电压均衡控制与零序电流抑制间的联系;以戴维南等效原理构建的直流输出侧整体数学模型,从直流侧的角度揭示了设备间并列运行时,直流输出电压对环流产生的促进作用。同时,引入了虚拟电阻思想。借助虚拟电阻,根据直流侧环流的变化情况,实时的对直流输出电压进行调整。仿真结果表明,上述方法能够有效实现功率因数校正与控制,且实现对环流的抑制。本文从三电平整流设备的结构、数学模型出发,针对功率因数校正及其控制、单机独立运行以及多设备并列运行问题进行了系统、详细的理论分析与验证。