电力电子变压器理论研究综述
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、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。
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 变换器进行了深入的探讨和研究, 并提出了PET 的概念。
美国海军和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。
早期的PET的理论和实现研究由于受当时电力电子器件和功率变换技术发展水平的限制, 所提出的各种设计方案均未能实用化, 特别是在可用于实际输配电系统(10kV以上)的PET的研究方面进展不大。
配电网中的电力电子变压器研究
配电网中的电力电子变压器研究摘要：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。
供电可靠性及电能质量一直是用户和供电部门密切关注的问题，在电网中，变压器是电能转换的最基本的元件，但常规变压器难以对供电可靠性的提高和电能质量的改善作出贡献。
PET作为一种新型的输变电设备，它在实现常规电力变压器功能的同时，可以实现对其原、副方电压和电流的灵活控制。
因此，它具有提高输电系统暂稳水平的能力，为解决远距离输电稳定问题提供了一条解决途径。
有极好的应用前景，对其进行研制和使用可取得巨大的经济效益和社会效益。
文章分析了电力电子变压器的含义及优势，分析了PET各级电路控制工作原理，分析了配电网中的电力电子变压器的应用。
关键词：配电网；电力电子变压器；应用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。
配电网中可靠性如果得不到保证，断电不仅造成供电企业的经济损失，影响用户的满意度和经济价值。
一种频率、电压、波形的电能太单一，不能满足用户的多样化需求，所以一般都是经过变换处理后，以不同的频率、电压、波形的电能再供用户使用，这种形式的电能占全国总发电量的百分比高，这种转换已经成为了一个国家电力发展的衡量标准。
一、电力电子变压器的含义及优势1、电力电子变压器电力电子变压器(power electronic transformer，PET)，又称固态变压器(so1id transformer)，是一种通过电力电子技术实现电力系统电压变换和能量传递的新型变压器。
作为一种新型电力变压器，通过在常规变压器基础上，引入电力电子变换技术，使变压器的原方和副方电压或电流可以灵活控制，从而具备了解决现代电力系统面临的许多新问题的潜力。
2、优势（1）体积小、重量轻、成本低、无环境污染，电力电子变压器采用高频变压器，体积将大大减小，其价格将不断下降而低于传统工频变压器。
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。
研究电力电子变压器的初衷是为了降低传统变压器的体积和重量。
因为,变压器的体积和重量与它的运行频率成反比,借助于电力电子技术提高其变换频率,就可减小体积和重量。
美国海军于20世纪70年代末至80年代初,首先对其进行了研究[2],美国电科院于1995年也进行了相关研究[3]。
电力电子变压器的工作原理与应用
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越重要。
例如，电力电子变压器可以将机载系统的不同电压和频率进行转换，以满足不同设备的需求。
四、结论电力电子变压器以其灵活性和高效能的特点，在电力传输、新能源系统、电力电子驱动系统、电动车充电系统以及航空航天领域等多个领域均有广泛应用。
通过深入理解电力电子变压器的工作原理，我们可以更好地应用和开发电力电子变压器的潜力，提高能源利用效率，推动可持续发展。
配电网电力电子变压器技术综述 孟成
配电网电力电子变压器技术综述孟成摘要：电力电子变压器旨在代替传统电力变压器，实现电压变换、电能控制、无功补偿和不间断电源等智能化功能，使配电网结构更加精简，运行更加高效。
首先对电力电子变压器的发展历程、优势和工作原理进行了论述和分析，然后对电力电子变压器技术中的功率器件、高频变压器、电路拓扑结构、控制技术以及应用等关键问题和研究现状进行了较为全面的阐述，最后指明目前电力电子变压器亟需解决的问题。
关键词：电力电子变压器；配电网；功率器件；拓扑结构电子变压器的优势有很多，电子变压器也被称为固态变压器，或者是智能变压器，这种变压器的优势之一就是能够将电压进行变换，不断的变换频率，对电能的质量进行一定程度的控制，这种设备是目前十分先进和智能的设备。
传统的电力变压器已经利用了将近一百年，在这段时间以来，电力系统结构也发生了巨大的变化，电网的规模逐渐扩大，发电技术不断地成熟，直流的配电技术也逐渐的深入，智能电网深受广大用户的喜爱，针对这些种种挑战，传统的变压器呈现出很多的不足之处，电力电子变压器应运而生，解决了很多的问题，电力电子变压器也逐渐走入了专家和学者的眼中，被广大的研究者研究。
1电力电子变压器的工作原理从而对两侧变流器进行控制。
而整个过程能量是可以双向流动的。
变压器的体积大小与其工作频率成反比，频率越高，体积就越小。
目前，电力电子变压器有很多结构和种类，这些种类主要分为两个基本的要素，电力电子变流器和变压器。
电子变流器通过变压器来变换电流，然后通过高频变压器耦合到低压侧，再经过变流器一系列变换形成工频交流电，向负载供电。
其中脉冲宽度调制 PWM（pulse width modulation）技术由控制器实现，这样的好处是能够从两侧的变流器对整体变压器进行控制，这种控制的过程就是双向流动的。
变压器的体积与变压器的工作频率成反比，变压器的体积越小，工作频率就越高。
2电力电子变压器的核心部件2.1 功率开关器件我国的配电系统的电压有一定的等级的，主要的等级分为3种，低压等级、高压等级和中压等级，为了能够使配电网电力电子变压器能够具有更加吸引人的外观，更加实用的内部结构，应该具备高压、大电流和高频的特点。
电力电子变压器技术研究综述
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。
灵活性和可控性：电力电子变压器可以通过控制系统实现对电压、电流和功率的灵活控制和调节，从而满足各种复杂的电力需求。
高效率：电力电子变压器采用高频变换技术，使得其转换效率远高于传统变压器，降低了能源浪费。
配电网电力电子变压器技术综述
路
～
C
图5 单级AC/AC型PET拓扑三
LC滤波
AC/AC变换电路
L1
高频电路
L
～
C1
高频变压器原边接入整流电流，由于开关管的 交替工作，工频交流信号变为高频交流信号。高频 变压器低压侧采用矩阵变换电路再将高频交流信号 还原为工频信号。
图 5 中变压器原边和副边必须加装钳位电路才 能实现开关管的安全换流。附加的钳位电路不但增 加了电路损耗和输出电流畸变程度，而且需要大容 量电解电容，削弱了单级型拓扑的优势。 2.2 双级型含低压直流环节类
基于对国内外 PET 相关研究的大量调研，主要
作者简介 ：张在梅 (1975— )，女，工程师，本科，从事变配电所电气自动化控制、高压电气系统维护等工作 ； 刘艳 (1978— )，女，工程师，本科，从事变配电所电气自动化控制、局域网络构建等工作。
5
电工电气 (2021 No.7)
配电网电力电子变压器技术综述
低压直流
= =C
低压交流 ～
b)双级型含低压直流环节类
图3 单级AC/AC型PET拓扑一 单级型 PET 拓扑简单，变换效率高，可双向传 输功率。但是，该种拓扑功能单一，网侧不具备功 率因数校正功能，其应用受到一定限制。参考文 献 [15] 通过使用四象限开关来实现双极性压流变 换，其结构如图 4 所示。该结构的特点是每个模块 的开关数量少，可以方便实现压流变换。但与图 3 所示单级拓扑相比，其不足是需要模块数量增加了 一倍，且由于纹波电流较大需要更大的平波电感， 功率因数同样不高。
M.Kang 等人 [12] 提出了一种单级 AC/AC 型 PET 结构，如图 3 所示。在这种情况下，输入电压在通 过高频变压器之前被转换成占空比为 50% 的高频方 波，在高频低压侧对方波信号进行解调使其变为原 来的正弦波。为减小尺寸、提高效率，高频变压器 频率变化范围在 0.6 ～ 1.2 k H z，同等尺寸下传输 能量能力是普通工频变压器的 3 倍 。 [13-14]
面向中高压智能配电网的电力电子变压器研究
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。
接下来是磁链传递阶段，PET利用高频磁链传递技术，将直流电能转换为高频交流电能，并通过高频变压器进行传递。
高频磁链传递技术可以有效减小变压器的体积和重量，提高变压器的功率密度。
电力电子变压器研究综述
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。
基本原理上，电力电子变压器利用电力电子技术实现电能的高效转换和传输。
它首先通过整流器将输入的交流（AC）电转换为直流（DC）电，然后通过逆变器将直流电再转换回交流电。
电力系统中的电子变压器研究
电力系统中的电子变压器研究第一章电子变压器概述电子变压器是一种基于电力电子技术的新型变压器，它是利用开关器件和电容器等电子元器件代替传统的线圈变压器实现电压变换的一种装置。
它具有结构简单、体积小、重量轻、效率高、稳定性好等特点，因此在电力系统中得到了广泛应用。
电子变压器主要包括直流电子变压器和交流电子变压器两种类型。
直流电子变压器主要用于高压直流输电，而交流电子变压器则被广泛应用于交流输电、电力变频调速等领域。
第二章电子变压器的工作原理1. 直流电子变压器直流电子变压器主要由大功率开关器件、电容器、电感器、保护电路等部分组成。
它的工作原理主要是通过将直流电源的电压转化为高频脉冲信号，再通过变压作用将其输出为需要的直流电压。
其中电容器和电感器的大小、电气参数及开关器件的控制方式等都对其性能有着至关重要的影响。
2. 交流电子变压器交流电子变压器主要由交流输入滤波器、对称有源桥、升压变压器、反馈控制器等部分组成。
它的工作原理是将交流电压转化为高频脉冲信号，通过变压器的变比作用将其输出为需要的交流电压。
其中反馈控制器可以对电路进行精确控制，以保证输出电压的稳定性和精度。
第三章电子变压器的应用1. 直流电子变压器的应用直流电子变压器主要用于高压直流输电、电动车充电等领域。
它的应用可以提高输电效率、减少输电损耗，同时也可以实现直流电压变换和电能质量控制等功能。
2. 交流电子变压器的应用交流电子变压器主要用于交流输电、电力变频调速等领域。
它的应用可以实现交流电压变换、功率调节、频率调节等功能，同时由于其高效、稳定的特点，也得到了越来越广泛的应用。
第四章电子变压器的发展趋势电子变压器的发展趋势主要是追求更高效、更小型、更高可靠性和可控性等方面的优化。
其中，大功率功率器件如IGBT、SiC MOSFET等的发展将极大地推动电子变压器应用的拓展和集成化，同时电控技术、数字化技术等的发展也将为电子变压器的智能化和可靠性提供更多的解决方案。
配电网电力电子变压器技术综述
配电网电力电子变压器技术综述摘要：传统的电力变压器结构简单、运行可靠、经济性好，在长期运行实践中发挥了重要的作用。
但是，随着分布式电源的大量接入以及智能电网相关技术的应用推广，给传统电力变压器的应用方面带来挑战。
由于电力电子变压器(PET)在电能质量调节和谐波抑制等方面具有一定优势，PET的研究得到了大量关注。
由于目前对PET的研究多是在配电网的场景中，文中也主要讨论配电网PET相关技术。
关键词：配电网；电力电子变压器；拓扑结构；关键技术引言近年来，分布式电源在配电网的接入比例不断提升;分布式电源出力具有随机性和波动性，其大量接入给有源配电网的运行和调控带来了巨大的挑战。
随着半导体器件技术的不断发展，电力电子变换器广泛应用于中低压配网中。
其中电力电子变压器不仅具备传统变压器的电能传输、电气隔离作用，也可实现谐波、无功功率补偿以及精确、双向潮流调控功能。
电力电子变压器有效解决了分布式电源接入和控制问题。
而随着宽禁带器件技术的成熟，具有耐高压、高频，高效特性的碳化硅型器件将广泛应用于市场中。
碳化硅器件的应用将引领电力电子变压器迈向小型化、高效化发展，基于碳化硅型电力电子变压器具备取代传统工频变压器的潜力。
本文重点研究碳化硅型电力电子变压器的电路结构、数学模型和控制系统。
1电子电力变压器概述电子功率转换技术和电磁感应是电子电力变压器的基本原理，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子电力变压器与在于引入了电子电力转换技术。
因此，电力电子变压器可以实现一次侧和二次侧电压的实时监测，使供电系统的电流、功率和电压监测更加方便。
功率电子变压器不光具备相同功能的传统，在这一基础上他们又增添新功能，满足了现代电力系统的稳定性，如改进、优化配置各种电源、控制饮食的质量改进和能量流。
2配电网电力电子变压器技术综述2.1PET结构及基本控制方法该拓扑可分为前级和后级两部分，前级是在MMC输入级结构的基础上，将隔离级的隔离DC/DC变换器与MMC子模块整合在一起，组成新型功率子模块，并将子模块的输出并联到一起，得到低压直流输出，连接输出级。
配电网中的电力电子变压器技术的综述_上_马红星
变压 器 无 法满 足我 国建设 坚 强 智能 电网的需求 。
电力电子变压器具有的优点
这就使 得我们必须采 用更加智能 化 的 电力 电子 变压 器来 代 替传 统 变 压器 。 相对于传统 铁芯式变压器 , 电 力电子 变压器 具有以下优点 体 积 小 、 重量 轻 、 成本 低 、 无环境污染 。 电力 电子 变压器采 用高 频变压器 , 体积将大大减 小 , 其价格 将不 断下降 而低 于传统 工频 变压 器 。
和
功率器件 中 ,
的发展尤
是
助 于 解决 电力 系统 中所 面 临的 许多
新课题 , 主要 表现在如 下几个方面 作 为 一种 高 度可控 的 新 型输 电设 备 , 其原副边 电压的幅值和 相位均 可控 , 且可 关断故障大 电流 ,
题 需要解决
高压 电力 电子器件 的研 发 。
由
封 装技 术成 熟 ,
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 器辐 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 使 用绝缘 油造 成环境污染 需要 传递到 负载 侧 , 导致对敏感负荷的影 响
需 要设计 高压 器件的 串联 均压方 案 ,
包括驱动方法
这一特 点应用到电力系统 后 , 将有望
对 电路拓 扑 进行 深入研 究 。 寻求更加稳定 、 成本更低 、 可靠性更 高 、 功能齐全的 电路拓扑 对 电力 电子 变压 器控 制策 略 的 研 究 。 关键 在 于得 出 能 同时 完成 能 量转 换 和解 决 电能质 量的 问题 功 能的控制策略 , 即如何将 电能传输 、
配电系统电力电子变压器的研究
配电系统电力电子变压器的研究配电系统电力电子变压器的研究随着现代工业的快速发展和能源需求的日益增长，传统的电力供应方式已经无法满足人们的需求，电力电子技术作为一种新颖的电力转换技术，成为了未来能源转换的主流。
电力电子变压器是电力电子技术的重要组成部分，具有调节电压、保护电力设备等多种功能，可以有效提高电力系统的可靠性和效率。
近年来，电力电子变压器在新能源发电、智能电网和电动汽车等领域中受到了广泛关注。
一、电力电子变压器的基本概念电力电子变压器是将交流电能转换为直流电能，再将直流电能转换为交流电能的一种电力转换器件。
其主要由直流-交流变换器、交流-直流变换器和输出变压器等组成。
电力电子变压器的主要特点包括：1. 可以实现高效、速度快的电力转换过程，适用于电能质量要求高的场合。
2. 能够实现双向功率流动，可以将电能从一个电网输送到另一个电网。
3. 体积小、重量轻，具有优越的绝缘性能和抗干扰能力，适合于复杂环境的应用。
二、电力电子变压器的应用领域1. 新能源发电：电力电子变压器可以将太阳能、风能等新能源直接转换为交流电，提高能源利用率。
2. 智能电网：电力电子变压器可以在智能电网中发挥重要作用，实现电网的稳定运行。
3. 电动汽车：电力电子变压器可以将汽车电池中的直流电转换为交流电，为汽车提供动力。
三、电力电子变压器的研究进展在过去的几十年中，电力电子变压器已经取得了显著的进展，尤其是在高压大功率电能传输、新能源发电和智能电网等领域中。
近年来，国内外学者对电力电子变压器的研究越来越深入，取得了不少创新性成果。
例如，美国麻省理工学院的研究团队开发出了一种能够将几个电力电子变压器联接起来的新型光纤通信技术，可以提高电力传输的效率和可靠性。
而在国内，哈尔滨工业大学的研究团队开发出了一种绝缘材料，可以使电力电子变压器的转化效率提高20%以上。
四、电力电子变压器的未来发展电力电子变压器作为一种新兴的电力转换技术，在未来的能源转换和应用中具有广泛的前景。
配电系统电力电子变压器的研究
研究2023-11-03CATALOGUE目录•引言•电力电子变压器概述•配电系统概述•电力电子变压器在配电系统中的应用研究•电力电子变压器在配电系统中应用的挑战与解决方案•结论与展望01引言电力电子变压器在配电系统中的应用能够提高电力系统的稳定性和可靠性，降低系统运行成本，具有重要研究价值。
电力电子变压器在分布式能源、新能源并网、电动汽车充电桩等领域具有广泛的应用前景，对于推动能源结构优化和节能减排具有重要意义。
研究背景与意义研究内容与方法研究内容本文主要研究配电系统电力电子变压器的设计、控制策略、性能评估等方面，旨在提高变压器的运行效率和稳定性，降低能耗和噪声。
研究方法采用理论分析和实验研究相结合的方法，建立电力电子变压器的数学模型和控制策略，并通过实验平台进行性能验证和评估。
02电力电子变压器概述电力电子变压器的定义与工作原理定义电力电子变压器是一种通过电力电子技术实现对交流电压进行变换的装置，它可以将一种电压等级的电能转换为另一种电压等级的电能。
工作原理电力电子变压器主要基于电力电子开关器件（如IGBT、MOSFET等），通过控制开关的开闭状态来实现电压的变换。
它通常包括输入端、中间端和输出端三个部分，通过控制中间端的电压和频率，来实现输入端和输出端之间的电压和电流的变换。
分类根据变换的电压等级和用途，电力电子变压器可分为单相、三相、多模块组合式等类型。
按工作频率可分为工频、中频和高频等类型。
按冷却方式可分为自然冷却、强迫风冷、水冷等类型。
特点电力电子变压器具有体积小、重量轻、效率高、动态响应快、控制精度高等特点。
同时，它也具有噪声小、可靠性高、维护成本低等优点。
电力电子变压器的分类与特点电力电子变压器在配电系统中有着广泛的应用，如分布式能源、电动汽车充电桩、工业电源、新能源等领域。
它可以作为电压变换设备，满足不同设备对电压等级和电能质量的需求。
应用优势电力电子变压器在配电系统中能够实现高效节能、降低运营成本、提高供电可靠性等优势。
电力电子变压器研究综述
电力电子变压器研究综述发表时间：2018-06-25T16:20:13.827Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：吴鹏[导读] 摘要：电力电子变压器是以传统电力变压器为基础的新型智能电力变压器，应用了电力电子交换技术，可以实现一、二次侧电压的灵活控制。
（哈尔滨变压器有限责任公司黑龙江哈尔滨 150078）摘要：电力电子变压器是以传统电力变压器为基础的新型智能电力变压器，应用了电力电子交换技术，可以实现一、二次侧电压的灵活控制。
随着科学技术的快速发展，大功率电力电子器件制造能力有了显著提升，显著改善了电力电子交换控制措施，为解决电力系统中的诸多难题创造了有利条件。
因此，本文将简要概述电力电子变压器的工作原理与应用优势，并对电力电子变压器的发展与应用进行综述，旨在为广大电力工作者提供参考信息。
关键词：电力电子变压器；工作原理；应用综述电力变压器是支撑电力系统安全稳定运行的重要设备，变换交流电能的形式是电力变压器的重要功能。
电力变压器历经一百多年的发展，产品结构不断得到改进，并应用了各种新材料，变压器性能与制造水平得到了很大提升，如今电力变压器的电压等级已经达到了1000kV，容量高达百万千伏安，有效增强了电力系统运行的安全性与稳定性。
电力电子变压器是以电力电子技术、电力系统分析和自动控制等理论为基础的新型高电压变换器，不仅可以实现能量转换、潮流控制和电能质量控制功能，还有着解决海洋群岛供电和新型城市电网构建等难题的优势，为促进电力事业的发展提供强有力的技术支撑，电力变压器的发展已经成为电力工作者关注的热点话题。
一、电力电子变压器工作原理与优点电力电子交换技术与电磁感应原理是电力电子变压器的核心技术，基础思想是利用高频变压器替代工频变压器来传输电力能源，初、次级功率变换器和两者相互关联的高频变压器是主要的电力电子器件。
电力电子变压器工作原理如下：输入工频交流电历经初级变换器调制成高频交流电，利用高频变压器一次侧绕组、二次侧绕组把高频交流电耦合产生感应电动势，通过二次绕组把感应电动势施加至次级变换器，最终次级变换器会将高频交流电转换成工频交流电，从而向电力设备供给电力能源。
电力电子变压器技术研究综述 李鹏飞
电力电子变压器技术研究综述李鹏飞摘要：随着智能电网、能源互联网等未来电网技术的快速发展，能实现变压、电气隔离、功率调节与控制、可再生能源接入等多种功能的电力电子变压器(也称为固态变压器、智能变压器等)，相关理论和技术的研究得到了越来越广泛的关注。
但是，从总体而言，PET的大规模推广应用还有诸多问题需要解决。
关键词：电力；电子变压器技术1引言电力电子变压器一般至少包括传统交流变压器的电压等级变换和电气隔离功能，此外，还包括交流侧无功功率补偿及谐波治理、可再生能源/储能设备直流接入、端口间的故障隔离功能以及与其他智能设备的通讯功能等。
需要说明的是，本文主要针对具有高压交流端口的PET相关技术进行分类研究。
2电力电子变压器的基本原理初级功率变换器、次级功率变换器以及联系初级和次级功率变换器的高频变压器来共同构成电力电子变压器。
根据电力电子变压器的输入和输出这种特点来看，也就是电力电子变压器的交交变换，电力电子变压器的基本工作原理就是输入的工频电压利用原边变换器，将工频电压转换为高频电压，利用高频变压器耦合到副边，最后再利用副边功率变换器将电压转换成所需要的高频交流电压；对电力电子变压器要减小它的体积，来增加电力电子变压器的工作频率；为了把工频交流电转换成高频交流电，这就需要使用合适的电力控制方案和现代电力电子技术，最终能够使电力电子变压器逐步的过渡成小型变压器和轻型变压器。
3电力电子变压器的优势针对传统变压器存在的上述种种缺陷和不足，近几年来国内外的科研人员提出了一种新型的变压器，即电力电子变压器PET，又被称作固态变压器SST或电子电力变压器EPT。
与传统电力变压器一样，电力电子变压器可以实现电压变换、电气隔离和电能传输，而且，它还可对其两侧的电能进行控制，对输入级电流波形和相位进行灵活而有效地控制，使输入级保持单位功率因数运行，提高运行效率，大大减小无功损耗，同时可以在输入级非正常运行时，保持三相输出电压波形的稳定与良好，另外，它重量轻、占地小，没有变压器油、不会对环境构成威胁，而且还可以瞬间关断故障电流，所以其继电保护装置相较于传统电力变压器更加简化，此外，它本身既有直流环节又有交流环节，方便各种分布式电源的接入，还可以直接进行直流供电。
电力电子变压器研究综述_陈磊
ABSTRACT ：While having the functions of the conventional power transformer ，the power electronic transformer （PET ）can perform optimal configurations of various power supply ，improve power quality ，control power flow ，and enhance the stability of the system ，etc.Thus ，it will be one of the main equipment for power conversion and control of the distribution network in the future.This paper introduces the working principle ，topology structure and control strategy of the power electronic trans -former.Finally ，the future development of power electronic transformers is prospected based on the needs of power conver-sion and control for the smart distribution network.KEY WORDS ：power electronic transformer （PET ）；topology structure ；control strategy ；smart grid摘要：电力电子变压器在兼备传统电力变压器的同时，具有优化配置各种电源、改善供电质量、控制功率潮流和提高系统稳定性等功能，是未来配电网实现电力变换与控制的主要载体之一。
电力系统中的电力电子变压器技术研究
电力系统中的电力电子变压器技术研究引言：近年来，随着电力需求的不断增长，电力系统的稳定性和效率成为了重要关注的领域。
在电力系统中，变压器是一个不可或缺的核心组件。
传统的变压器在能量传递和调节方面存在一些限制，于是电力电子变压器技术应运而生，为电力系统的进一步发展提供了新的解决方案。
本文将重点研究电力电子变压器技术在电力系统中的应用与发展。
一、电力电子变压器的概述电力电子变压器（Power Electronic Transformer，PET）是一种依靠电力电子器件进行功率变换和调节的新型变压器。
与传统变压器相比，PET具有更大的灵活性和可控性。
不仅能够实现电力系统中的能量传递和电压调节，还能够对电流进行精确控制。
PET的主要组成部分包括变压器核心、电力电子开关和控制器等。
二、电力电子变压器的工作原理电力电子变压器的工作原理基于电力电子开关的控制和调节。
电力电子开关根据输入信号实现对电压和电流的精确控制，从而改变了能量传递和调节方式。
PET通过改变开关器件的通断状态和导电周期，可以实现电流的高频调制和升降变换，从而改变输出电压的倍数和频率。
三、电力电子变压器在电力系统中的应用1. 新能源接入和分布式发电随着新能源技术的快速发展，如风能和太阳能等，电力系统中新能源的接入始终是一个挑战。
传统变压器往往无法适应新能源的动态变化和多样化输出特性，而电力电子变压器则可以通过其精确的控制能力实现对新能源的有效管理和平稳接入。
2. 智能电网和能量存储电力电子变压器在智能电网中的应用也日益增多。
智能电网需要对多种能源进行管理和优化调度，而PET可以通过其可调节的电流输出和高效能量变换能力，实现对能量的高效存储和传输。
此外，PET还能通过电力电子开关的频率变换，将直流储能系统转换为交流输出，实现了不同储能系统之间的互联互通。
3. 电动汽车充电设备随着电动汽车的普及，电动汽车充电设备也成为电力系统中的关键环节。
传统的充电设备对电压的调节和电流的稳定性要求较高，而电力电子变压器可以通过高频调制和变换实现对电动汽车的精确充电，提高充电效率和充电速度。
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控式 电力 电子变 压器 、交 一 一 型 电力 电子变 压器 、反激 型 电力 电子 变压 器、双 Ｐ Ｍ变 换型 电力 电 交 交 Ｗ
子变压 器几种 典型 的设计 构想进行 了梳理 ，并且给 出了相应 的主 电路 拓扑 。通 过分析 电力 电子技术在 电力 电子变 压器研 究领域 的相关理 论及其 应用 ，阐述各 种拓 扑的优缺 点 ，并给 出了主要的研 究方 向和
发展趋 势 。 关 键 词 ： 电力 电子 变 压 器 ； 电力 电子 技 术 ； 电能 质 量
中图分类号：Ｔ ４ １ １ Ｍ ０ ．
文献标识 码：Ａ
文章编号：
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｓｕｍ ｍ ａ ｙ ０ ｗｅ ｅ ｔ ｏ ｉ ａ ｆ ｒ ｅ ｓａ ｃ ｒ ｆＰ０ ｒＥｌｃ ｒ ｎ ｃＴｒ ｎｓｌ ｍ ｒＴｈｅ ｒ ０ ｏｙ
０ 引言
电力 电子 变 压 器 （ｏ ｅ ｌ ｃ ｒ ｎ Ｃ ｔ ａ ｓ ｐ ｗ ｒ ｅ ｅ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ －
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究 课题 ， 也 是解 决 电能 质 量 问题 ，建 设 “ 色 电 绿 网 ” 、 “ 字 电 网 ” 的可 行 途 径之 一 。 目前 在 国 数 内外 ，都有 很 多相关 的研 究和 开发 。 在 电力 电子 变压器 的设 计和研 发 中，大规 模 的 电力 电子器 件 以及相应 的 电力 电子变流 技术得 到 了 广 泛 的应用 。本 文总 结 电力 电子变 压器研 究 的发展 历史及 主要 的 电路拓 扑，并 分析各 个拓 扑 的电路原 理和应 用情 况 。
电力 电子变压器理论研究综述
电工电气 （０２ ． ２ １ ３ Ｎｏ ）
电力 电子变压器理 论研 究综述
晏 阳
（ 东南大学 电气工程 学院，江苏 南京 ２ ０ ９） １０６
摘 要 ： 介绍 了 目前 国内外 电力 电子变压器 的研究概 况 ，对 电力 电子变压 器发展过程 中 出现 的斩
ｐ ｐｅ ｘ ａ ｉ ｔ ｄ ｏ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ａ ｄ ｄ ｓ ｄ ｎｔ ｇ ｓ ｏ ａ ｉ ｕｓ ｔ ｐ ｏ ｉ ｓａ ｄ ｓ ｍ ｍａ ｉ ｅ ｈ ａ ｒ ｅ ｐ ｔａ ｅ ｎ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｎ ｉａ ｖａ ａ ｅ ｆｖ ｒｏ ｏ ｏｌ ｇ ｅ ｎ ｕ ｒｚ ｄ ｔ ｅ ｍａｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｒ ｃ ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐｉ ｇ ｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｉｅ ｔｏ ｎ ｅ ｅ ｏ ｎ
ｆｒ ｅ） ｏ ｍ ｒ ，是一 种 通过 电力 电子 技术 实 现 电力 系统 电压 变换 和能 量传递 的 新型变压 器 。相对 于传 统变 压器 而 言 ，电力 电子变 压 器 具有 如 下优 点 …： （） １ 体 积 小 ， 重 量 轻 ，环 境 污 染 小 ； （ ） 行 时 二 次 ２运 侧 输 出 电压 幅 值 恒 定 ，不 随 负 载 变 化 ，且 平 滑 可 调 ； （ ） 次 、 二 次 侧 电 压 为 正 弦 波 形 ， 功 率 因 ３一 数 可 调 ； （ ） 次 、 二 次 侧 电压 、 电流 和 功 率 均 ４一 高度 可 控 ； （） 身 具有 断路 器 的功 能 ，无 需传 ５本 统 的变 压 器 继 电保 护 装 置 。 电力 电子 变 压 器 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 ｉｅ ｒ ｇ Ｓ ｕｈ ａｔ ｎｖｒｉ， ａｊｎ １０ ６ Ｃ ｉａ Ｓｈ ｏ Ｅｌ ｒ ａ ｇｎｅｉ ， ｏ ｔｅ ｓ Ｕ ｉｅｓｔ Ｎ ｎｉ ２ ０ ９ ， ｈｎ ） ｏ ｃｉ Ｅ ｎ ｙ ｇ
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