国际热核聚变实验堆（ITER,International Thermonuclear Experimental Reactor）是目前世界上在建的最先进的托卡马克装置,其磁体电源也是当前规模最大的脉冲功率电源系统。基于晶闸管相控变流技术的磁体电源具有安装容量大、电压和功率调节快速以及运行控制复杂等特点,引发一系列电能质量问题,特别是运行过程中产生的大量频谱复杂的非特征低次谐波,其中,二次谐波及其周边间谐波的频谱含量丰富、幅值较大且具有不平稳特性。磁体电源与无功补偿和滤波装置的联合运行还会出现低频段的并联谐振放大现象,严重威胁电源及电网的安全稳定运行。目前,对聚变装置磁体电源的低次谐波的产生机理、评估方法、影响及抑制手段的研究尚不完备。本文针对磁体电源中存在的低次谐波（主要为2次谐波及其间谐波）问题进行深入研究,探讨其产生机理;提出一种低次谐波快速评估方法,通过对ITER磁体电源系统发射特性和传导特性的研究,量化评估其低次谐波特性;评估低次谐波对磁体电源系统换相失败风险;最后针对低次谐波问题提出了一种基于混合控制策略的抑制方法。本文的工作对聚变领域电能质量方面具有一定的理论价值和工程参考意义。主要研究内容如下:首先对与ITER磁体电源具有相似拓扑结构和运行模式的EAST磁体电源谐波进行测量及实验数据分析,建立了有时变广谱特征的非特征低次谐波与功率调节的相关性;基于调制理论的开关函数法,对考虑单次和连续不对称触发的换流器建立开关函数模型,进一步揭示低次谐波产生机理,并给出了基于开关函数法的磁体电源变流单元低次谐波发射水平计算方法;利用该方法分析了不同运行模式下的磁体电源低次谐波发射特性,并且结合可观测的参考电压数据,建立了一种低次谐波快速评估方法,量化磁体电源单元、磁体电源串联系统以及66k V供电母线的低次谐波发射特性,相关计算结果的有效性得到了仿真的验证;结合ITER配电系统及无功补偿系统参数获得低次谐波在电网的传导特性,并且得到配电网的低次谐波电压畸变情况。然后借鉴直流输电系统,分析ITER磁体电源系统的换相过程,分析ITER磁体电源系统的逆变运行的安全换相条件以及低次谐波对换相过程的影响。基于换相电压时间面积法,建立换相面积裕度与谐波影响因数的关联,并且结合配电网的低次谐波电压畸变情况,评估ITER磁体电源换相失败风险。在低次谐波的影响下,换相裕量减小,增加了换相失败的风险。最后针对ITER磁体电源串联系统存在的低次谐波问题,提出了一种混合控制策略,旨在抑制低次谐波。通过优化串联控制方式,重新分配各磁体电源单元的参考电压,优化触发角的配合,改变低次谐波的相位关系,使低次谐波电流获得相互抵消的效应,进而减小了低次谐波发生量。结合具体案例,介绍其实现过程,并搭建基于Matlab/Simulink的仿真模型,对混合控制与现应用的串联顺序控制进行仿真性能比较,证明了混合控制策略在不产生额外无功功率的情况下,提高电压响应性能,有效抑制低次谐波。