近年来,分布式发电在电力系统中的渗透率越来越高,由此带来的分布式发电控制与就地消纳问题成为研究难点。同时,电力电子设备已经融入到电力系统的发电、输电、配电、用电各个环节中电力电子化已成为电力系统新的趋势。本文针对多种分布式设备的接入问题设计了一种新型双向固态变压器(solid-state transformer,SST)结构,以新结构为依托对SST的拓扑、建模、控制策略、功率优化方案进行了研究和设计,实现局部区域内多种类电力设备即插即用并与配电网实现功率交换。本文主要研究内容如下:(1)提出一种新型交直流混合的SST结构,相比于传统交流型SST,新结构引出直流母线而形成的交直流混合系统,进一步为储能、光伏、直流负载等设备提供接口。SST是高频化全控型电力电子电路,使得系统体积和质量大大减小,功率密度增加同时对电能质量具有更强的可控性。本文针对接入模块的特性不同分别为各单元设计了相对应的拓扑电路并针对性改进其控制策略,实现系统内多模块稳定运行。(2)应对于多设备接入带来的功率频繁波动及直流母线电压稳定问题,分别提出基于直流母线电压的SST与储能一体化下垂控制方法、逆变器并网模式下垂策略;使低压侧接入设备能够自适应切换“源”或“载”属性,并根据下垂策略动态调节功率,“源”与“载”间的逆向下垂与传统电力系统中“发电机-负载”特性类似,实现对系统内功率波动平抑及母线电压稳定控制。(3)SST本身具有三级式级联结构,给系统的动态响应速度带来延迟;本文设计了基于高、低压直流母线的前馈控制策略。分别在整流级和DAB级设计了针对母线电压波动的前馈控制策略,有效提高了系统动态响应速度,使母线电压对负载波动敏感性下降。