随着能源互联网的发展,除了常规配电网电气设备外,各种智能配电网设备纷纷出现,比如电力电子变压器,能量路由器、能源USB。电气设备在接入电网之前都必须进行长时间的带载运行测试,用于设备测试的低耗能电力电子负载逐渐成为热点。现有电力电子负载分为交流型和直流型,且皆为两电平拓扑结构,为此本文提出一种能馈式功能复用型三电平电力电子负载,不但可以实现对多种类型交/直流负载的模拟,还可以实现对蓄电池的充电功能,实现一机多用,功能复用,提高了系统的设备利用率,适用范围更广。主要研究内容如下:首先,针对现有两电平电力电子负载存在的问题,提出了基于二极管箝位型三电平换流器的三电平电力电子负载拓扑结构;从能量流动平衡的角度,分析了电力电子负载在动态环境下,主电路中的电能流动情况。其次,针对现有交/直流电力电子负载研究较为割裂,设备利用率低的问题,研究提出了一种基于三电平换流器的功能复用型电力电子负载。文中详细分析了三电平电力电子负载功能复用的工作原理、实现方式。根据功能复用的设计要求,设计了系统主电路主要参数。根据电力电子负载不同的工作模式,建立了相应系统主电路数学模型。根据数学模型设计了交流负载、直流负载、恒压充电、恒流充电情况下系统各个模块的控制器。然后,在EMTDC/PSCAD环境下,构建了所提功能复用型三电平电力电子负载仿真系统,并在多种测试环境下进行了仿真实验,验证本文提出的拓扑结构和控制策略的可行性和有效性。最后,构建了基于电力电子负载的节能降损技术实验室,实现了对中低压配电网动态运行的模拟以及对交/直流电气设备进行实时能效评测。