本项目以高速列车三电平电力牵引传动系统网侧变流器为研究对象，主要开展网侧单相三电平脉冲整流器的谐波分布特征和产生机理分析、单相三电平PWM理论、网侧电流谐波抑制和高性能的预测功率控制算法方面的研究工作。研究目标在于提升高速列车网侧变流器的控制性能，减小对牵引供电网的谐波污染的危害。项目主要完成了以下几个方面的具体工作：1）基于正弦切割3D几何墙模型对单相三电平脉冲整流器的网侧谐波进行了定量分析和推导；并揭示和详细分析单相三电平脉冲整流器的低次谐波和高次谐波产生机理；2）在研究内容1的基础上，分别提出了网侧低次谐波和高次谐波的综合补偿算法，并进行了相关的仿真和实验验证，取得了较好的谐波抑制效果；尤其针对车网耦合的高次谐波谐振问题，首先提出了基于谐振谐波消除（RHEPWM）的车载网侧高次谐波抑制方案；然后还提出了基于单相LCL型脉冲整流器的高次谐波抑制方案。3）研究了单相三电平载波PWM（CBPWM）和空间矢量PWM(SVPWM)算法的内在联系，并在各种调制算法中考虑了直流侧中点电位平衡控制，然后给出了其等效关系的数学描述；4）为了进一步降低网侧电流低次谐波，提高系统的动态控制性能和控制精度，分别提出了一种单相脉冲整流器无差拍预测功率控制、模型预测功率控制和模型预测电流控制算法。此外，在此基础上，为了提高单相脉冲整流器在网压畸变情况的鲁棒性，提出了一种单相无锁相环的瞬时功率估算方法。本项目的研究成果，可为我国干线电气化铁路列车的电力牵引网侧变流器的控制系统设计提供一定的理论借鉴和参考。