电力电子变压器原理、现状、应用场合介绍复习过程

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电力电子技术中的电力电子变压器有什么特点

电力电子技术中的电力电子变压器有什么特

点

电力电子技术是电力系统中的重要组成部分，其应用范围广泛，其

中电力电子变压器作为电力电子技术中的重要组成部分，具备着一些

独特的特点。本文将从变压器的基本原理、应用领域和特点等方面进

行论述。

一、基本原理

变压器是通过电磁感应原理实现电能的传输和变换的一种电气装置。电力电子变压器是在变压器的基础上应用了电力电子技术的产物。基

于变压器的原理，电力电子变压器将交流电能通过开关管等电力电子

元器件进行调节和控制，实现变换、调整和控制电能的功能。相比传

统的变压器，电力电子变压器具有更灵活的控制特性，能够满足不同

的电力系统需求。

二、应用领域

电力电子变压器在电力系统中得到了广泛的应用，主要包括以下几

个领域：

1. 电力传输与分配：电力电子变压器可以在电力系统中实现高效率

的能量传输和分配。通过控制电力电子变压器的工作方式和参数，可

以实现电能的变压、变频、调整等功能，确保电力系统的稳定运行。

2. 可再生能源发电系统：电力电子变压器在可再生能源发电系统中

起到了重要的作用。例如，光伏发电系统、风力发电系统等，通过电

力电子变压器的调节和控制，将可再生能源转化为交流电，并实现与电网的连接。

3. 智能电网与微电网：随着电力系统向智能化和可靠性更高的方向发展，电力电子变压器在智能电网与微电网中的应用越来越广泛。通过电力电子变压器的运行和控制，实现电能的调度和优化，提高电力系统的供电质量和可靠性。

三、特点分析

1. 高效性：电力电子变压器能够实现高效率的能量传输和变换，相比传统的变压器具有更低的传输损耗和更高的能量转换效率。这主要得益于电力电子器件的高效率和灵活控制的特点。

电力电子的基本原理与应用

电力电子是指应用半导体器件来控制和变换电能的技术领域，广泛

应用于电力系统、工业自动化、交通运输、电动车辆和可再生能源等

方面。本文将介绍电力电子的基本原理和应用。

一、基本原理

1.1 电力电子器件

电力电子器件是实现电能控制和变换的关键元件，包括开关器件、

整流器、逆变器和变压器等。开关器件如二极管、晶闸管、MOSFET

和IGBT等可以实现电流的分断和导通。整流器将交流电转换成直流电，逆变器则将直流电转换成交流电。变压器用于电能的传输和变压变流。

1.2 开关技术

开关技术是电力电子的核心，通过控制开关器件的导通和断开，实

现对电能的控制和变换。常见的开关技术有脉宽调制技术（PWM）、

空间矢量调制（SVPWM）和谐波消除技术等。开关技术的选择和优化

对于电力电子系统的性能和效率具有重要影响。

1.3 控制策略

控制策略是电力电子系统实现对电能控制的方法和算法。常见的控

制策略有电压控制、电流控制和功率控制等。根据不同的应用需求，

选择合适的控制策略可以实现高效稳定的电能转换。

二、应用场景

2.1 电力系统

电力系统是电力电子应用的重要领域，包括输电、配电、高压直流输电和电力电子变压器等。通过电力电子的应用，可以实现电能的传输、控制和变换，提高电力系统的稳定性和能源利用效率。

2.2 工业自动化

在工业生产过程中，电力电子应用于变频调速、电动机控制和电能质量控制等方面。利用电力电子技术可以实现电机的高效运行和精确控制，提高生产效率和能源利用效率。

2.3 交通运输

电力电子在交通运输领域的应用越来越广泛，如电动车辆、高速铁路和电动船等。电力电子技术可以实现电能的高效转换和控制，提高交通工具的能源利用效率和环境友好性。

电力电子技术在变压器中的应用

的一部分。
用。其优势为传送容量增加，体积相对小，缺点为相关器件繁复，结构复杂。２．３反激式电力电子变压器反激式电力电子变压器结构简洁，装置器件较少，避免了较多的中介环节，因此比前面两种变压器结构有更大的进步。其优势为相关器件少，电感与电容组成电路，简化了电能质量不足的缺陷。但其开关反应能力偏大，很难在高电压环境下使用，还容易因漏感产生交稿的尖峰电压，对电压应力造成较大的压力，因此电磁相关的
的技术开发，相较于常规的电力变压器，配电系统的变压器其电源从图２可见，由于实验中有一定的间谐波影响，使得ＰＥＴ一次两侧的绕组将固定为一次侧，与高频电压器的绕组将固定为二次侧的母线电压有较大明显的波幅，而另外的二次侧电压未受到一定
关键词：电力电子技术；变压器；应用
新世纪电力电子技术不断提升，尤其是微电子技术的革新，使得电力电子技术的世界日新月异，带动许多关键技术引领尖端科学技术的潮流。电力电子技术发展迅猛，应用能力广泛，与其他学科的交叉应用性强，是Ｅｔ前颇具焦点性的一个专业领域。通过半导体器件、计算机科技、电路科技、控制智能科技等等平台构成电力电子技术，通过将近五十年时间的发展，其已经不断融人生活、工作的方方面面，在新世纪中伴随电力电子技术新的理论、实践应用发展，成为了关键性的技术。目前，电力电子技术相关的研究，在国际上仍处于较为初级的阶段，虽然为我们带来了巨大的便利，但其仍有许许多多方面的理论和实际应用有待人们的开发与研究，相信在不久的将来，电力电子技术将成为我们生活中不可或缺

电力电子变压器及其在电力系统中的应用

电力电子变压器及其在电力系统中的应

用

摘要：电力电子变压器是智能的电力变压器，通过电力电子变换技术实现

对电源的灵活控制。传统的电力变电器存在着会对电力系统的安全带来威胁的缺点，这使得传统的电力变电器难以满足电力系统发展的需求。运用电子技术对

传统电力变压器进行创新而形成了电力电子变压器，是当代电力系统发展的必

然产物。文章论述了电力电子变压器的研究背景、概念及其在电力系统中的应用。

关键词：电力电子变压器；电力系统；应用

电力电子变压器作为变压器和电力电子技术发展相结合的新型智能电力变压器，它既克服了传统变压器的一些固有缺点，又具有环保、节能、谐波抑制、故

障隔离、电能质量控制、运行方式控制、稳定性控制等方面的优点，将其应用到

电力系统中，能够有效实现电能在电网中的传输，减少电网故障，提高供电质量，从而推动电力企业朝着更好的方向发展。

1电子电力变压器的实际应用

如今社会经济高速的发展，电力系统也发生了巨大的变化。庞大的能源网络

和电力系统的加入更加充实了电力系统，消除了区域间的障碍，可以跨区域发展。从而对电力系统的稳定性有着更高的要求：除了潮汐、风能、太阳能和其他可再

生能源外，能源生产也在迅速发展。电力生产的各种模式需要能源系统能快速融

合和转换，这需要技术的保障，在这一发展的过程总而出现各种问题，电力系统

的发展面临着更大的困难。传统的电力变压器在这方面存在不足，而电力电子变

压器可以解决这个问题。

2电子电力变压器概述

功率转换技术电力电子变压器的基本原理，将一种供电装置的能量特性(电

流频率、振幅、电压等)转换为另一种供电装置。相对于传统电力变压器，电力

电力电子变压器及其发展综述_潘诗锋

#科普园地#

电力电子变压器及其发展综述

Summary of Development of Power Electronic Transformer

潘诗锋,赵剑锋

(东南大学电气系,江苏南京210096)

摘要:介绍了电力电子变压器的优点、工作原理、目前研究状况。指出了用电力电子变压器解决电能质量问题是今后

的发展趋势,拓宽了电力电子变压器的应用场合,使得其不但可以使用在对能量转换装置的体积、重量有特殊要求的场

合,如航海、航空、航天等领域,还可以为电能质量敏感负荷供电。它是建设/绿色电网0/数字电网0的关键设备之一,对

其进行研制和使用可取得巨大的经济和社会效益。

关键词:电力电子变压器;电能质量;绿色电网;数字电网

中图分类号:TM41文献标识码:E文章编号:1009-0665(2003)06-0052-03

收稿日期: 2003-06-28

传统的电力变压器具有制作工艺简单、可靠性高

等优点,在电网中得到广泛应用。但是,它的缺点也十

分明显,如体积、重量、空载损耗大;过载时易导致输出

电压下降、产生谐波;负载侧发生故障时,不能隔离故

障,从而导致故障扩大;带非线性负荷时,畸变电流通

过变压器耦合进入电网,造成对电网的污染;电源侧电

压受到干扰时,又会传递到负载侧,导致对敏感负荷的

影响;使用绝缘油造成环境污染;需要配套的保护设备

对其进行保护[1]。

作为一种新型的能量转换设备,与传统的变压器

相比,电力电子变压器具有体积小、重量轻、空载损耗

小、不需要绝缘油等优点。它是集电力电子、电力系

统、计算机、数字信号处理以及自动控制理论等领域为

配电系统电力电子变压器的研究

电力电子变压器的性能测试与评估
效率测试
测试电力电子变压器的效率，评估其在不同负载条件下的能源转换效率。
温升测试
测试电力电子变压器的温升，评估其在不同负载条件下的热性能。
电磁兼容性测试
测试电力电子变压器的电磁兼容性，评估其在不同环境条件下的电磁干扰性能。
可靠性测试
测试电力电子变压器的可靠性，评估其在不同运行条件下的稳定性和寿命。
电力电子变压器的参数选择与匹配
1 2 3
输入输出电压匹配
根据配电系统的需求，选择合适的输入输出电压等级，确保电力电子变压器能够满足系统的电压要求。
功率等级匹配
根据配电系统的功率需求，选择合适的电力电子变压器的功率等级，确保系统能够正常运行。
频率和响应时间匹配
根据配电系统的频率和响应时间需求，选择合适的电力电子变压器的频率和响应时间，确保系统的稳定性和响应速度。
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，电力需求量不断增加，传统的电力变压器已经难以满足现代电力系统的高效、环保、安全等方面的要求。
电力电子变压器作为一种新型的变压器技术，具有快速响应、高效率、低损耗、环保等优点，在配电系统中具有广泛的应用前景。
研究内容与方法
研究内容
研究电力电子变压器的拓扑结构、控制策略、优化设计等方面的内容，探索其在配电系统中的应用方案和效果。

变压器的工作原理实验

变压器是一种常用的电气设备，广泛应用于电力系统中。它通过变

换电压和电流的大小，实现电能的传递和分配。本文将介绍变压器的

工作原理、实验准备和过程，并探讨其应用和其他专业性角度。

一、变压器的工作原理

变压器基于电磁感应的原理工作，根据法拉第电磁感应定律，当变

压器的一侧（称为一次侧）通有交变电流时，通过可变磁场感应到另

一侧（称为二次侧），从而在二次侧产生电动势和电流。

变压器的基本结构包括两个线圈，分别绕在铁心的两个不同侧面上。一次线圈相连于交流电源，二次线圈相连于电负荷。根据安培定律，

一次线圈通过的电流和二次线圈的电流之比等于一次线圈圈数和二次

线圈圈数之比。根据法拉第电磁感应定律，一次线圈和二次线圈之间

的电压和电流之比等于二次线圈圈数和一次线圈圈数之比。

二、实验准备

1. 实验器材

- 交流电源：提供不同电压的交流电。

- 电压表：测量输入和输出电压。

- 电流表：测量输入和输出电流。

- 变压器：常用的变压器类型包括升压变压器和降压变压器。

- 线圈：包括一次线圈和二次线圈。

- 铁心：提供磁通路径，增强磁感应强度。

- 电阻负载：用于模拟电负荷。

2. 实验设置

- 将交流电源连接到一次线圈上。

- 将电压表和电流表分别连接到一次线圈和二次线圈上。 - 将电阻负载连接到变压器的二次线圈上。

三、实验过程

1. 实验一：变压比的测量

- 将交流电源的输出电压设定为一次线圈的额定电压。

- 通过测量输入电压和输出电压，计算变压比。

2. 实验二：负载特性的测量

- 将交流电源的输出电压设定为一次线圈的额定电压。

电力电子变压器的工作原理与应用

一、引言

电力电子变压器是一种重要的电力传输设备，具有广泛的应用领域。本文将对电力电子变压器的工作原理和应用进行探讨。

二、电力电子变压器的工作原理

电力电子变压器是将电力转换为不同电压和频率的设备。它由脉宽

调制（PWM）技术和高频变压技术组成。过程如下：

1. 输入侧整流：将交流电转换为直流电。

2. 脉宽调制（PWM）：通过控制开关的开关时间和开关频率，使

得直流电流在开关管的开关下形成高频、高压的方波。

3. 高频变压：利用高频方波通过高频变压器，将电压升高或降低到

目标电压。

4. 输出侧整流：将高频交流电转换为直流电。

5. 输出滤波：通过滤波电路将输出的直流电转换为稳定的电源。

三、电力电子变压器的应用

电力电子变压器因其高效、可靠、灵活的特点，在许多领域有广泛

的应用。

1. 电力传输与分配：电力电子变压器可以将输电线路中的交流电转

换为直流电，从而降低能量损耗，提高能源利用率。同时，通过调整

变压器的参数，可以实现电力传输中不同电压、频率的要求。

2. 新能源系统：电力电子变压器在新能源系统中的应用日益重要。

例如，电力电子变压器可以将太阳能和风能的直流输出变换为适合电

网的交流电。

3. 电力电子驱动系统：电力电子变压器在电力电子驱动系统中起到

关键的作用。例如，电力电子变压器可以将交流电转换为直流电，以

驱动交流电机。

4. 电动车充电系统：电力电子变压器在电动车充电系统中的应用也

非常广泛。通过电力电子变压器，可以控制电动车的充电电流和电压，实现快速充电和安全充电。

5. 航空航天领域：电力电子变压器在航空航天领域中的应用也越来

电力电子变压器汇总

电力电子变压器的理论及其应用
一、电力电子变压器概述
• 电力电子变压器又被称为固态变压器 ( Solid State Transformer SST)、智能通用变压器( Intelligent Universal Transformer IUT) 或电子电力变压器 ( Electronic Power Transformer EPT)。本文中将统一称为电力电子变压器。电力电子变压器的基本思想是用高频变压器替代工频变压器。由于变压器的体积大小是磁心材料饱和磁通密度的函数，而饱和磁通密度与频率成反比，因此提高频率可以提升铁心材料利用率并减小变压器的体积。同时在高频变压器的原边和副边引入电力电子变换技术，通过适当的控制来实现变压器两侧电压、电流和功率的灵活调节。
1980年，美国海军在一个研究项目中将一种基于 Buck电路的AC/AC变换器作为PET的拓扑结构，实现了降压的功能。之后的1995年，美国电力科学研究院(EPRI)对此结构进行了深入研究，研制出了基于 AC/AC变换的PET实验样机。早期的PET的理论和实验研究并不成熟，虽研制出了实验样机，但功率和高压侧的电压等级都低于配电网中的实际应用等级，所提出的各种设计方案未能实用化。随着大功率电力电子器件和高压大功率变换技术的发展，PET研究领域也取得了突破性的进展。提出了一些适应PET特性的拓扑结构，并制造出与配电系统电压等级相匹配的实验样机。

电力电子变压器技术研究综述

一、本文概述

随着电力电子技术的快速发展，电力电子变压器（Power Electronic Transformer, PET）作为一种新型的电力变换设备，正逐渐在电力系统中得到广泛应用。本文旨在对电力电子变压器技术的研究进行全面的综述，以期为相关领域的研究人员提供有益的参考。

本文将首先介绍电力电子变压器的基本原理和结构，阐述其在电力系统中的作用和优势。接着，文章将重点分析电力电子变压器在电能质量控制、电网接入、分布式能源系统等方面的应用，探讨其在实际运行中的性能表现和存在的问题。

本文还将对电力电子变压器的关键技术进行深入研究，包括但不限于：高效能电能变换技术、宽频带电磁兼容技术、智能化控制技术等。通过对这些关键技术的分析，本文旨在揭示电力电子变压器技术的发展趋势和潜在挑战。

本文将对电力电子变压器的未来研究方向进行展望，以期推动该领域的技术创新和应用发展。通过本文的综述，我们期望能够为电力电子变压器的进一步研究和发展提供有益的启示和借鉴。

二、电力电子变压器的基本原理与特点

电力电子变压器（Power Electronic Transformer, PET）是一

种基于电力电子技术的新型变压器，它结合了传统变压器和电力电子技术的优点，具有许多独特的特性。其基本原理主要基于电力电子转换器和控制系统，实现对电压、电流和功率的灵活控制和调节。

PET的基本原理可以分为三个部分：输入级、隔离级和输出级。输入级通常采用AC/DC或AC/AC变换器，将输入的交流或直流电能转换为适合后续处理的直流电能。隔离级则通过高频变换器实现电能的隔离和传输，同时实现电压和电流的灵活调节。输出级则负责将高频电能转换回交流电能，以供用户使用。

变压器的基本原理和应用

变压器是一种用于转换电压和电流的重要电气设备，它在各个领域都有广泛的应用。本文将介绍变压器的基本工作原理、构造以及它在电力系统、电子设备和工业制造等方面的应用。

一、基本工作原理

变压器的基本工作原理是利用电磁感应的原理，通过互感作用来实现电压或电流的转换。变压器由铁芯和线圈构成，线圈分为一次线圈和二次线圈。一次线圈通电时，会在铁芯中形成磁场，而这个磁场会感应出一次线圈和二次线圈中的电动势，进而使电能由一次线圈传递到二次线圈。

二、构造与类型

1. 构造: 变压器由铁芯、一次线圈和二次线圈组成。铁芯通常采用硅钢片制成，可以减少涡流损耗和铁损耗。一次线圈和二次线圈由绝缘导线绕制而成，它们的匝数决定了变压器的变比。

2. 类型: 变压器根据用途和结构可以分为多种类型，比如电力变压器、配电变压器、电焊机用变压器等。根据变压器的冷却方式，还可以分为自然冷却和强制冷却两种类型。

三、电力系统中的应用

在电力系统中，变压器起到了重要的作用。它通常用于调节电网中的电压水平，将高压输电线路上的电能转换为低压适用于家庭和企业

使用的电能。此外，变压器还可用于实现电网之间的电能互联，以及电能的长距离传输。

四、电子设备中的应用

在电子设备中，变压器也是不可或缺的组成部分。例如，手机充电器中的插头部分就配备了一个变压器，它可以将市电的高压变成适合手机充电的低压。另外，各种电子产品的电源模块中也会使用到变压器，用于实现电压的转换和稳定。

五、工业制造中的应用

在工业制造中，变压器也有广泛的应用。例如，在焊接工艺中，变压器可以提供所需的电流和电压来驱动焊接设备。此外，变压器还可以在电力电子设备中用于电源变换、隔离和稳压，以满足各种工业设备对电能的需求。

电力电子变压器原理、现状、应用场合介绍

电力电子变压器介绍

0、刖言

电力电子变压器（Power Electronic Transformer简称PET）作为一种新型的能量转换设备，与传统的变压器相比，具有体积小、重量轻、空载损耗小、不需要绝缘油等优点。它是集电力电子、电力系统、计算机、数字信号处理以及自动控制理论等领域为一体的电力系统前沿研究课题，通过电力电

子器件和电力电子变流技术，对能量进行转换与控制，以替代传统的电力变压器。

1、基本原理

PET的设计思路源于具有高频连接的AC/AC变换电路，其基本原理见图1,即通过电力电子变换技术将变压器原边的工频交流输入信号变换为高频信号，经高频变压器耦合到副边后，再经电力电子变换还原成工频交流输出。因高频变压器起隔离和变压作用，因铁心式变压器的体积与频率成反比所以高频变的体积远小于工频变压器，其整体效率高。

输人高频高频输出

图1电力电子变压器基本原理框图

PET的具体实现方案分两种形式：一是在变换中不含直流环节，即直接AC/AC变换，其原理是：在高频变压器原边进行高频调制，在副边同步解调；二是在变换中存在直流环节，通常在变压器原边进行AC/AC变换，再将直流调制为高频信号经高频变压器

耦合到副边后，在副边进行DC/AC变换。比较两种方案，后种控制特性良好，通过PWM 调制技术可实现变压器原副边电压、电流和功率的灵活控制, 有望成为今后的发展方向。

2、研究现状

自1970 年美国GE 公司首先发明了具有高频连接的AC/AC 变换电路后, 很多科研工作者对各种不同结构的具有高频连接的AC/AC 变换器进行了深

面向中高压智能配电网的电力电子变压器研究

一、本文概述

随着科技的飞速发展和全球能源结构的转型，电力系统正面临前所未有的挑战与机遇。特别是在中高压智能配电网领域，对电力电子变压器的需求日益凸显。本文旨在深入研究面向中高压智能配电网的电力电子变压器，探讨其设计原理、关键技术及应用前景。

本文将首先介绍电力电子变压器的基本原理，包括其与传统变压器的区别及优势。随后，将重点分析电力电子变压器在中高压智能配电网中的应用场景，如提高电能质量、增强系统稳定性、实现可再生能源接入等。在此基础上，本文将详细阐述电力电子变压器的关键技术，包括功率电子转换技术、控制技术、电磁兼容设计等。

本文还将关注电力电子变压器的实际应用情况，通过案例分析，探讨其在中高压智能配电网中的实际效果及存在的问题。本文将展望电力电子变压器的未来发展趋势，提出相应的建议与展望，以期为我国中高压智能配电网的建设与发展提供有益的参考。

通过本文的研究，期望能够为相关领域的研究人员及工程师提供有益的借鉴与启示，共同推动电力电子变压器在中高压智能配电网中的广泛应用与发展。

二、电力电子变压器的基本原理

电力电子变压器（Power Electronic Transformer，简称PET）是一种基于电力电子技术的新型变压器，它采用先进的电力电子装置和高频磁链技术，实现了对电网电压和电流的灵活调控。与传统变压器相比，电力电子变压器具有更高的运行效率、更低的能耗、更强的适应性以及更好的电能质量治理能力。

电力电子变压器的基本原理主要包括三个部分：电能转换、磁链传递和电能输出。在电能转换阶段，PET通过前级AC/DC或DC/DC变换器将输入的交流或直流电能转换为适合高频磁链传递的直流电能。这一步骤实现了对电网电能的初步调控和优化。

电力电子变压器的应用及其发展前景分析

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电力电子变压器的应用及其发展前景分析
◎陈国锐宋修威隋强陈鹏（山东兖矿集团华聚能源股份有限公司兴隆庄矿电厂）
摘要：研究了电力电子变压器的工作原理及其主要拓扑结构．分析了电力电子变压器的研究现状及其应用前景。指出了电力电子变压器是建设 “ 绿色电网 “ 和 “ 智能电网 ” 的重要设备之一，对电力电子变压器进行研制并使用必将取得巨大的经济和社会效益。关键词：电力电子变压器；应用；前景１引言近年来随着经济的稳步发展，电力供应缺口与人们对电力的需求增长之间的矛盾越来越明显。由于我国常规能源资源的有限性和环保的巨大压力，能源建设必须走节电和开发利用可再生能源之路。分布式发电系统、电能质量控制的研究和开发得到了人们普遍的关注。其次，越来越多的工业用户对电能质量以及供电可靠性提出了更高的要求。如何保证供给用户可靠和合乎标准的电能，确保用户电气设备的安全经济运行己成为急需解决的课题。随着大功率电力电子元器件及其控制技术的发展，一种通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递的新型变压器—— 电力电子变压器ＰＥＴ（ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）得到了越来越多的关注，作为一种新型的能量转换设备，与传统的变压器相比，电力电子变压器具有体积小，重量轻，空载损耗小，不需要绝缘油等优点。它是集电力电子、电力系统、计算机、数字信号处理以及自动控制理论等领域为一体的电力系统前沿研究课题，通过电力电子器件和电力电子变流技术，对能量进行转换与控制，以替代传统的电力变压器。国外很多学者都对电力电子变压器进行了研究，而国内研究还处于刚起步阶段，因此本文首先对电力电子变压器的工作原理和应用现状进行分析，然后对其应用前景和发展方向进行展望。２工作原理电力电子变压器主要由初、次级功率变换器以及联系二者之间的高频变压器组成。基本原理是输入的工频电压经过原边变换器调制为高频交流电压，通过高频变压器耦合至副边，再通过副边的功率变换器将其转换为所要求的电压。工频的交流电。３电力电子变压器的主要拓扑结构利用不同结构的电力电子变换器，可以实现多种电力电子变压器的拓扑电路。在这些实现方案中，电力电子变压器的具体实现方案分两种形式：一是在变换中不含直流环节，即直接ＡＣ／ＡＣ变换，其原理是：在高频变压器原方进行高频调制，在副方进行同步解调：二是在变换中存在直流环节，通常在变压器原方进行ＡＣ／ＤＣ变换，再将直流调制为高频信号经高频变压器耦合到二次侧后，在二次侧进行ＤＣ／ＡＣ变换。比较两种方案，后种控制特性良好，通过ＰＷＭ调制技术可实现变压器一二次电压、电流和功率的灵活控制，有望成为今后的发展方向。４电力电子变压器的发展前景和关键问题对电力电子变压器进行研究的一个重要趋势是通过电力电子变压器解决电能质量问题，即电力电子变压器既具备传统变压器的功能，如电能传输、隔离、变换等，又具有抑制谐波双向流动百度文库防止负载侧出现故障影响电源电压、输出电压可以有直流分量、消除电压跌落、升高，以及过电压、欠电压等电源侧电压的干扰对负荷的影响，对各种电量进行监测、显示、分析处理来判断各种异常情况对其自身和系统进行保护，并给出报警信号和故障类型等优点。目前，太阳能、风力及小水电等分布式发电系统占整个能源结构的比重近年逐步上升，有望成为今后的主要能源来源。分布式电源交直流兼有，容量小，分布广，且其电压或频率波动性较大，如何有效可靠地将它们融入电力系统也是今后需要解决的问题之一。而电力电子变压器交直流环节兼有，故可灵活地将各种分布式电源接入电力系

电力电子变压器研究综述

一、本文概述

随着可再生能源的快速发展和智能电网的逐步推进，电力电子变压器（Power Electronic Transformer, PET）作为一种新型的电能转换设备，正受到越来越多的关注。电力电子变压器不仅能够实现传统变压器的电压和电流变换功能，还具备更加灵活和智能的电能质量控制能力，为现代电力系统的稳定运行和高效管理提供了有力支持。

本文旨在对电力电子变压器的研究进行综述，全面梳理其发展历程、基本原理、关键技术、应用现状以及未来发展趋势。文章将回顾电力电子变压器的诞生背景和发展历程，阐述其在现代电力系统中的重要地位。文章将详细介绍电力电子变压器的基本工作原理，包括其拓扑结构、控制策略以及电能转换过程等。在此基础上，文章将重点关注电力电子变压器的关键技术，如宽禁带半导体材料的应用、高效冷却技术、电磁兼容设计等，并分析这些技术对提升电力电子变压器性能的重要作用。

文章还将对电力电子变压器的应用现状进行梳理，包括在可再生能源并网、智能电网、微电网等领域的应用实例和效果分析。通过对比分析，文章将展示电力电子变压器在提高电能质量、增强系统稳定性、促进可再生能源消纳等方面的优势。文章将展望电力电子变压器

的未来发展趋势，探讨其在新型电力系统中的潜在应用前景和可能面临的挑战。

通过本文的综述，读者可以对电力电子变压器的研究现状和发展趋势有更加全面和深入的了解，为相关领域的研究和应用提供有益的参考和借鉴。

二、电力电子变压器的基本原理与结构

电力电子变压器（Power Electronic Transformer，简称PET）是一种新型的电能转换与传输设备，它将传统电力变压器的功能与电力电子技术的优势相结合，为现代电力系统提供了更加灵活、高效的解决方案。PET的基本原理和结构是其在电力系统中发挥作用的关键。

电力电子变压器原理现状应用场合介绍

0、前言

电力电子变压器(Power Electronic Transformer 简称PET)作为一种新型的能量转换设备，与传统的变压器相比，具有体积小、重量轻、空载损耗小、不需要绝缘油等优点。它是集电力电子、电力系统、计算机、数字信号处理与自动操纵理论等领域为一体的电力系统前沿研究课题，通过电力电子器件与电力电子变流技术，对能量进行转换与操纵，以替代传统的电力变压器。

1、基本原理

PET 的设计思路源于具有高频连接的AC/AC变换电路, 其基本原理见图1, 即通过电力电子变换技术将变压器原边的工频交流输入信号变换为高频信号, 经高频变压器耦合到副边后, 再经电力电子变换还原成工频交流输出。因高频变压器起隔离与变压作用, 因铁心式变压器的体积与频率成反比, 因此高频变的体积远小于工频变压器, 其整体效率高。

图1 电力电子变压器基本原理框图

PET 的具体实现方案分两种形式: 一是在变换中不含直流环节, 即直接AC/AC变换, 其原理是: 在高频变压器原边进行高频调制, 在副边同步解调; 二是在变换中存在直流环节, 通常在变压器原边进行AC/AC变换, 再将

直流调制为高频信号经高频变压器耦合到副边后, 在副边进行DC/AC变换。比较两种方案, 后种操纵特性良好, 通过PWM 调制技术可实现变压器原副边电压、电流与功率的灵活操纵, 有望成为今后的进展方向。

2、研究现状

自1970 年美国GE 公司首先发明了具有高频连接的AC/AC 变换电路后, 很多科研工作者对各类不一致结构的具有高频连接的AC/AC 变换器进行了深入的探讨与研究, 并提出了PET 的概念。美国海军与美国电力科学研究院(EPRI)的研究小组先后提出了一种固态变压器结构, Koo suke Harada等人也提出了一种智能变压器, 他们通过对高频技术的使用, 使变压器体积减小, 实现恒压、恒流、功率因数校正等功能。