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Back-to-Back系统因其前端采用三相电压型PWM整流器，以其具有的四象限工作、网侧电流近似正弦、功率因数可控、能量可实现双向流动等特性受到各国学者的广泛关注。本文以Back-to-Back拓扑结构作为研究对象，将其应用于野外发电当中，针对目前现有技术存在的不足，从理论计算和计算机仿真两个方面进行了深入的研究。
本文首先建立了Back-to-Back系统的拓扑结构，在此基础上，运用开关函数的方法分别建立了在(a,b，c)坐标系下和(d,q)坐标系下的数学模型。确定三相电压型PWM整流器主电路交流侧电感，直流侧电容，直流母线电压的选择方法。详细论述了整流器的电压、电流双闭环控制方法和PI控制参数算法，做了合理的近似后，应用工程设计方法设计了双闭环的PI调节器。分析了电压空间矢量调制原理，并且详细地介绍了在Matlab/Simulink环境下，实现电压空间矢量调制的方法。
针对负载扰动和(d，q)坐标系下三相电压型PWM整流器数学模型的耦合性，本文提出了一种改进的前馈控制方法，在控制策略上，电流内环加上前馈补偿，电压外环加上负载电流反馈，在保持系统跟随性能不变的前提下，提高抗干扰性能。
验证了整流器的特点后，将直流侧电容换成超级电容器，利用超级电容器储能的特点，在单位周期内，可以减小对发电功率需求。介绍了超级电容器的理论模型和超级电容器的充放电特性，讨论了多个超级电容器的联结方式，深入研究了平均值电感储能电压均衡方法，对这种方法的工作模式进行了详细的分析。
最后，采用Matlab/Simulink软件对上述研究进行仿真，验证三相PWM整流器的模型和控制策略。实现了高功率因数运行，解决了传统意义上的整流电路中存在谐波含量大的问题。在对电容充放电问题进行仿真的基础上，对整个Back-to-Back系统进行仿真，验证了整个系统的有效性。本文的研究工作对于野外发电的技术具有一定的参考意义。