配电系统电力电子变压器的研究
教材《贯通式同相供电系统中的电力电子变换器研究》
教材《贯通式同相供电系统中的电力电子变换器研究》以《教材《贯通式同相供电系统中的电力电子变换器研究》》为标题，本文将对贯通式同相供电系统中的电力电子变换器的研究进行综述。
贯通式同相供电系统是由电力电子变换器、变压器、电容器和电抗器等构成的复杂的物理结构。
它的主要功能是将原始电源的电压变化快速、精确地调整到需要的水平，以满足贯通式同相供电系统对电压的要求。
电力电子变换器是贯通式同相供电系统中的关键技术，它能够有效地控制电压，并实现安全、精确地电压控制。
电力电子变换器可以将电压调节器与电源连接，以实现贯通式同相供电系统的必要功能。
它具有较高的效率，能够快速、精确地调整和控制电压。
电力电子变换器的研究不仅涉及到性能的改进，还包括实现高质量和低成本的技术、先进的控制算法和更好的兼容性等其他研究问题。
首先，电力电子变换器的研究应该从改善性能开始。
为了改善电力电子变换器的性能，可以采用先进的电源技术、算法、信号处理以及其他新技术。
这些技术使电力电子变换器的工作性能及其质量有了显著改善。
此外，还需要开发新的先进控制算法以改善电力电子变换器的控制性能。
其次，电力电子变换器的研究也应重点着重于实现高质量和低成本的技术。
首先，可以采用更先进的材料，使电力电子变换器更加高效耐用。
其次，也可以利用一些机械制造技术来降低变换器的成本。
此外，还可以利用电源设计技术来改善电源的效率，使变换器更加经济高效。
最后，电力电子变换器的研究还应该集中于改善电力电子变换器的兼容性。
兼容性是指电力电子变换器的技术能够在不同的应用环境中发挥最佳性能。
为此，可以采用软件设计技术，设计出能够在不同环境中运行的软件，从而提高电力电子变换器的兼容性。
综上所述，贯通式同相供电系统中电力电子变换器的研究要从性能改善、实现高质量和低成本的技术以及改善兼容性三个方面入手，以期实现贯通式同相供电系统的最佳运行效果。
随着电力电子变换器技术的不断发展，将为贯通式同相供电系统提供更加可靠的保障，实现贯通式同相供电系统的高效、可靠、安全运行。
配电系统电子电力变压器
配电系统电子电力变压器摘要：根据电力电子变压器在配电网中的应用，以及三级拓扑结构的提出，并得到了新的电子电力变压器方法。
三电平整流电路作为输入级中的高压，可以对低元器件的耐压等级进行降低，本文将对配电系统电子电路变压器系统结构和工作原理进行详细的介绍。
关键词：配电系统；电力电子变压器；结构传统电力变压器在电网中主要是用作变压和隔离，并将其当作工具进行使用，其制作的工艺就比较简单，而可靠性也极高。
但是这种变压器也具有明显的缺点，由于工艺简单，导致其体积和重量相对较大，并且在使用中损耗较快，而变压器所使用的变压器油也对自然环境造成很大的影响如果带非线性负荷时，还会让进入电网的变压器偶产生畸变，导致电网中的谐波被污染；电源侧电压在受到干扰后，还会对负载侧进行传递，从而发生电压闪变，严重时还会对敏感负压造成影响。
1配电网 PET 系统结构电子电路变压器主要是由初、次级功率的变压器和联系两者的高频电压器而组成。
工频电压的转换需要通过原边变换器进行转换成为高频交流电压，在高频变压器的耦合作用下，经过副边侧在转换为需要的电压，比如交-直-交-直-交变换器，其工作原理如下图：PET工作原理虽然交-直-交-直-交变换器的结构要更加复杂，但是在控制的过程中却更便于控制。
而脉宽调制技术则可以对控制器所需要输入和输出的电压、电流进行更好的控制。
在整流电路中选择电平电压型变换器是因为其电压较高，利用这种变换器可以有效的降低功率原件的耐压值，保证功率原件的利用得到有效的提高，并且，三电平输出又比二电平多出一个电平，所以也可以有效的降低 du/dt，从而减少了输出电压中的谐波，保证输出电压波可以真正的实现正弦化。
2 PET各级控制电路工作原理2.1输入级控制电力电压器的作用不仅是要保证提供给用户的电压是恒定其波形是正弦的，还要尽可能的降低输入侧中的的电流谐波，保证电网不会对谐波造成污染，而利用双闭环控制则可以对电子电力变压器中的电流为正弦，并对网侧功率进行实时的控制。
配电系统电力电子变压器拓扑结构综述
图２ Ａ Ｃ ／ Ａ Ｃ单 级 型 Ｐ Ｅ Ｔ
Ｆｉ ｇ ． ２ ＡＣ／ＡＣ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ— ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ＰＥＴ
Ａ Ｃ ／ Ａ Ｃ单级 型 Ｐ Ｅ Ｔ结 构优点 突 出 ， 其 电路 拓扑
单 级型 Ｐ Ｅ Ｔ的工 作原 理 为 ： 输入 的工 频 交 流 电
扑 结构 进行 分析 和 比较 ， 并 对 拓 扑 结 构 实用 化 的可
行 性 和亟待 解决 的 问题加 以探讨 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４ － ０ ５ － ２ ３
基 金 项 目 ：科 技 部 国 际合 作 项 目 （ ２ ０ １ ０ Ｄ Ｆ Ｒ ７ ０ ６ ０ ０ ） 作 者 简 介 ：陈 启 超 （ １ ９ ８ ３ ． ） ， 男 ，黑 龙 江 籍 ， 博 士研 究 生 ， 研 究 方 向 为 电力 电 子 变 压 器 、电 能 质 量 分 析 与 控 制 ；
于 Ｂ ｕ ｃ ｋ电路 的 Ａ Ｃ ／ Ａ Ｃ变 换 器 作 为 Ｐ Ｅ Ｔ的拓 扑 结
构 ， 实现 了降压 的功 能 。之 后 的 １ ９ ９ ５年 ， 美 国 电
力科 学 研究 院 （ Ｅ Ｐ Ｒ Ｉ ） 对此 结 构进 行 了深 入 研究 ， 研
原成 工频 正 弦波 电压 ， 原 边 和副 边 的 变 换 器在 进 行 波形 变换 时必 须保 持 同步 。针对 此拓 扑在 感性 负载
图 ２所示 的 是文献 ［ ５ ］ 提 出的一 种 典 型 的 Ａ Ｃ ／ Ａ Ｃ单 级 型 Ｐ Ｅ Ｔ结 构 。 为 了达 到减 小 尺 寸 、 减 轻 重
数校 正 功能 ， 且 对 原边 与副 边 开 关 信 号 的 同步 性 要
教材《贯通式同相供电系统中的电力电子变换器研究》
教材《贯通式同相供电系统中的电力电子变换器研究》此课题的研究目的在于探讨贯通式同相供电系统中的电力电子变换器的工作原理及其相关的性能参数，为传统供电系统提供改进。
近几年来，电力电子变换器在智能电网中发挥着越来越重要的作用，它主要通过控制和调节电力信号来实现电能的转换和传输。
因此，贯通式同相供电系统中的电力电子变换器受到了广泛关注。
一般来说，贯通式同相供电系统包括贯通变压器、贯通开关、母线和电缆等部件。
母线运用频率的变化，增加了电源的可靠性和安全性，而电力电子变换器的引入则在实际运行中发挥出了重要的作用。
首先，电力电子变换器可以有效地改善贯通式同相供电系统中的电能质量，减少电能损耗。
这是因为电力电子变换器能够实现精确的功率控制，从而把电源的最佳运行性能纳入系统中，从而实现电能质量的改善。
其次，电力电子变换器可以实现智能化控制，以达到实现电网的优化管理。
通过智能控制，电力电子变换器可以实现电网的智能优化管理，进而获得更优良的电网结构和更低的损耗。
此外，电力电子变换器还可以用于实现可再生能源的输入，以及无功能力补偿等技术，从而改善系统的运行性能，降低损耗。
最后，贯通式同相供电系统中的电力电子变换器还可以用来改善系统的安全性。
其中，采用相应的安全措施可以有效地检测并预防事故发生，这对于维护系统安全及提高效率具有重要意义。
因此，电力电子变换器在贯通式同相供电系统中发挥着重要作用，其基本原理是将电能发电到功率源，以实现电力变换和传输，同时控制和调节电力信号。
此外，根据不同的应用场合，电力电子变换器还可以应用于智能网络、电能质量改善、可再生能源输入以及安全保护等技术。
综上所述，贯通式同相供电系统中的电力电子变换器具有不可替代的作用，它不仅可以改善电能质量、提升安全性，还可以实现智能化控制、可再生能源输入、无功补偿等技术。
因此，对电力电子变换器的研究显得尤为重要，有助于推动贯通式同相供电系统的进一步发展。
电力电子变压器解读
与传统的变压器相比，PET不仅具有体积小、 重量轻、无污染的优点，还可以实现以下功能: (1)系统侧功率因数可调，且电流不受负载 电流质量影响。 (2)负载侧电压输出恒定，不随负载的改变 而变化，并不受系统侧电压畸变的影响。 (3)可以实现过流保护。
二、电力电子变压器的发展状况
• PET概念的提出最早可以追溯到1970年，美国 GE公司的W McMurray提出了一种具有高频链接的 AC/AC变换电路，这种高频变换的原理成为后来 PET发展的基本思路。1996年，日本学者Koosuke Harada将相位调制技术应用到这种拓扑中，实现 了恒压、恒流和功率因数校正，称之为智能变压 器(Intelligent Transformer)。这些研究成果在 200V,3kVA的实验装置上得到了验证，开关频率达 到了16.7kHz，效率约为80%-90%。
拓扑结构2：
如图所示，结构2的三级型PET是具有三相自 平衡能力的PET。其中右图是其中单相的详细结构。
传统型变压器：
传统变压器具有成本低、效率高、可靠性好等 优点，已经广泛应用于输配电系统中。如今随着 智能电网的不断开发和建设，更多的分布式发电 系统需要有效、可靠地融入电力系统中，用户对 供电的可靠性、灵活性与电网负荷的品质也都提 出了更高的要求。仅实现电压变换、隔离和能量 传输功能的传统变压器己经不能满足智能电网的 需求，其固有缺点，如饱和、直流偏磁、波形畸 变、空载损耗大等，也变得越来越突出。随着大 功率电力电子技术的不断发展，一种基于电力电 子变换技术的新型变压器—电力电子变压器 ( Power Electronic Transformer ，PET)得到了广泛关 注。
三、电力电子变压器的拓扑结构及分类
• PET的拓扑结构可以根据电能变换的次数分为三类: 单级型、双级型和三级型，其中双级型结构又可 分为具有高压直流环节和具有低压直流环节两种。 下文将对每类PET的典型结构进行分析。
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：在我国电力系统中最主要的电气设备就是电力变压器，传统的电力变压器负荷变化对电力影响特别大。
当电力的负荷发生故障时，不能很好的隔离故障，为了隔离故障而使用绝缘油会对环境形成一定的污染，传统的电力变压器有着自己的不足，比如体积大、空载耗损也比较大和重量大等；跟传统的变压器相比较来看，电力电子变压器是新型的一种能量电力转换设备，这种电力电子变压器最大的优点就是耗损相对比较小，不需要绝缘油等，鉴于此，本文主要分析配电网电力电子变压器技术。
关键词：配电网；电力电子；变压器技术1、电力电子变压器的基本原理电力电子变压器（powerelectronictransformer，PET），也称为固态变压器（solid-statetransformer，SST）或智能变压器（smarttransformer，ST）等，一般是指通过电力电子技术及高频变压器（相对于工频变压器工作频率更高）实现的具有但不限于传统工频交流变压器功能的新型电力电子设备。
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。
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。
其工作原理如图1所示，高压侧工频交流通过电力电子变流器一系列变换（交-交变换或交-直-交变换）形成高频交流电，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。
电力电子变压器
具有高压直流环节的双级型PET:
具有低压直流环节的双级型PET：
上图提所提出的双级型单相PET拓扑，为一种只含有低压 直流环节的结构，隔离级采用的是DAB (Dual Active Bridges)整流变换器，直接将高压交流整流并降压为低压 直流。此结构传递的平均有功功率对漏感非常敏感，电流 波动很大，并且对低压直流侧的调节能力很弱。此类拓扑 结构无论是高压整流还是低压整流后未加滤波电容，严格 意义上讲并不具备可用的直流环节，更可看做是单级AC/AC 结构的改进。
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。
传统型变压器：
传统变压器具有成本低、效率高、可靠性好等 优点，已经广泛应用于输配电系统中。如今随着 智能电网的不断开发和建设，更多的分布式发电 系统需要有效、可靠地融入电力系统中，用户对 供电的可靠性、灵活性与电网负荷的品质也都提 出了更高的要求。仅实现电压变换、隔离和能量 传输功能的传统变压器己经不能满足智能电网的 需求，其固有缺点，如饱和、直流偏磁、波形畸 变、空载损耗大等，也变得越来越突出。随着大 功率电力电子技术的不断发展，一种基于电力电 子变换技术的新型变压器—电力电子变压器 ( Power Electronic Transformer ，PET)得到了广泛关 注。
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]
电力电子变压器的特点和应用
电力电子变压器的特点和应用电力电子变压器是一种基于电力电子技术的变压器，它具备一系列独特的特点和广泛的应用。
本文将介绍电力电子变压器的主要特点和应用领域，并分析其对电力系统的影响。
一、特点1. 高效率：电力电子变压器具有高效率的特点，能够将电力从高压端传输到低压端，能量转换效率可达到98%以上。
相比传统的电力变压器，电力电子变压器的能源损耗更低，能够有效提高电力系统的能源利用率。
2. 可调性强：电力电子变压器的输出电压和频率可以通过控制电子开关元件的开关频率和周期进行调节。
这种可调性的优势使得电力电子变压器能够适应各种电力系统需求，在实际应用中具备更高的灵活性。
3. 尺寸小巧：由于采用了电力电子元件，电力电子变压器的体积相比传统变压器更小，可以实现集成化和模块化设计。
这种尺寸小巧的特点，使得电力电子变压器在场地有限或需要移动的场景中具备较大的优势。
4. 响应速度快：电力电子变压器的电子开关元件能够以非常快的速度进行开关操作，响应时间非常短。
相比之下，传统变压器的响应速度较慢。
这种快速响应的特点使得电力电子变压器在电力系统调节和控制方面具备更强的能力。
二、应用1. 电力系统稳定性提高：电力电子变压器具备快速响应的能力，可以有效调节电力系统的电压和频率，提升电力系统的稳定性。
通过控制电力电子变压器的输出，可以实现电力系统的电压平衡和谐波消除等功能。
2. 电力质量改善：电力电子变压器在互联电网和分布式电源接入方面的应用越来越广泛。
它可以通过控制与电力系统的耦合参数来优化电力质量，降低谐波污染和电压波动，提高电力系统的稳定性和可靠性。
3. 可再生能源应用：电力电子变压器在太阳能、风能等可再生能源转换和接入方面有着重要作用。
它可以将可再生能源的输出电压和频率与电力系统进行匹配，实现高效、稳定的能源转换。
4. 交通运输领域：电力电子变压器在电动汽车、有轨电车和高铁等交通运输领域的应用也越来越常见。
它可以实现对电力系统电能的有效调节和控制，提高交通工具的能源利用率和运行效率。
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。
电力电子变压器的设计与研究
电力电子变压器的设计与研究电力电子变压器是一种新型的变压器，它采用电力电子器件替代传统的磁性材料实现能量转换。
它通过电力电子开关实现对输入电源的控制，将电能以可变的频率和幅值输出。
电力电子变压器具有高效率、大功率密度、灵活性高等优点，在电力系统和工业应用中具有广阔的应用前景。
设计一款高效的电力电子变压器需要考虑多个因素。
首先，输入电源的电流和电压范围需要满足所需的输出功率要求。
确定输入电源参数后，可以进一步确定转换器的拓扑结构和电路参数。
常见的拓扑结构包括全桥式和半桥式等，每种拓扑结构都有其适用的工作条件和性能。
此外，选择适当的电力电子元件也是设计过程中的重要一环。
常用的电力电子元件有功率MOSFET、IGBT等，它们具有高速开关、低计算损耗等特点。
对于电力电子变压器的研究，一般主要集中在以下几个方面。
首先是拓扑结构和控制策略方面的研究。
拓扑结构的选择直接关系到变压器的性能和效率，因此需要对各种拓扑结构进行比较和优化。
控制策略包括输出电压、输出频率的控制等，需要通过对电力电子开关的控制来实现。
其次是功率损耗和热管理方面的研究。
由于电力电子变压器工作在高功率和高频率下，会产生较大的损耗和热量，因此需要设计合理的冷却系统来保证设备的正常工作。
最后是变压器的可靠性和互连技术方面的研究。
电力电子变压器的可靠性和寿命是影响其应用的关键因素之一，需要通过研究封装技术和互连技术来提高变压器的可靠性。
在实际应用中，电力电子变压器具有广泛的应用前景。
首先，电力电子变压器可以在电力系统中用于变频调速和功率因数校正等领域。
传统的电力系统中使用的变压器具有固定的输出频率和电压，无法满足电力调节的需求，而电力电子变压器可以实现输出频率和电压的灵活调节，可以提高电力系统的稳定性和效率。
其次，电力电子变压器还可以应用于工业生产中，如电力电子变频器、电力电源、电力调节器等。
这些领域对电力电子变压器的要求更高，需要实现高效率、高可靠性和高功率密度。
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。
电力电子变压器研究综述
电力电子变压器研究综述李璟摘要：电力电子变压器(PET ) 是一种采用电力电子变换器和高频开关变压器的电能传输装置。
首先，介绍了电PET 的基本工作原理及其研究现状。
其次，介绍了发展过程中出现的几种典型拓扑结构。
再次，对PET 的控制方法进行了总结。
最后，对将来PET 的应用及发展做出了展望。
关键词：电力电子变压器 电力系统 控制 拓扑0 引言PET 除了具有传统电力变压器电能变换与传输功能外，其突出优点在于体积小、重量轻，通过变压器原、副方电压源变换器对其交流侧电压幅值和相位的实时控制，可以实现变压器原、副方电压、电流和功率的灵活调节，在暂态过程中控制性能良好，本身具有断路器的功能，无需传统的变压器继电保护装置等[1~3]。
因此PET 具备解决电力系统相关问题的潜力，应用前景广阔。
随着电力系统朝着智能电网不断发展，PET 也受到越来越多的专家学者的关注。
1 PET 基本工作原理电力电子变压器是一种将电力电子变换技术和基于电磁感应原理的电能变换技术相结合,实现将一种电力特征的的电能转变为另一种电力特征的电能的静止电气设备。
[4]上述电力特征包括电压或者电流的幅值、相位、相序、波形、频率和相数等。
它的主要功能包括变压、变流、电气隔离、能量传递和电能控制。
在结构上,电力电子变压器主要包括两个部分:高频变压器和电力电子变换器。
电源接到一次侧时,电力电子变换器1将输入的工频交流电变换成高频交流电,高频交流电经高频变压器耦合后与这电力电子变换器2相连接,通过电力电子变换器2输出到负载上。
图1电力电子变压器中电力电子变换器的主要功能是实现电压或者电流的频率控制、相位控制和谐波控制；电力电子变压器中的高频变压器主要功能是电压等级的变换和电气隔离。
变压器容量S 可以表示为下式：m e c B A A J f K S ******=22.2 (1)式中K 为铜导线饱和因数；f 为励磁频率（Hz ）；c A 、e A 分别表示为铁芯和绕组导线面积（m 2）；J 为导体中的电流密度（2/m A ）；m B 为最大磁通密度(T)。
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。
电力电子变压器中双有源桥DCDC变换器的研究
电力电子变压器中双有源桥DCDC变换器的研究一、本文概述随着可再生能源和分布式发电系统的快速发展，电力电子变压器（Power Electronic Transformer, PET）在智能电网和微电网中扮演着越来越重要的角色。
作为PET的核心组成部分，双有源桥DCDC 变换器（Dual Active Bridge, DAB）因其高效率、高功率密度和良好的动态响应特性而备受关注。
本文旨在对电力电子变压器中的双有源桥DCDC变换器进行深入研究，探讨其工作原理、控制策略、优化设计及实际应用中的关键问题。
本文首先介绍电力电子变压器的基本概念和特点，阐述其在现代电力系统中的重要作用。
随后，重点分析双有源桥DCDC变换器的拓扑结构和工作原理，探讨其与传统DCDC变换器的区别和优势。
在此基础上，研究DAB变换器的控制策略，包括移相控制、电压控制等，并分析不同控制策略下的性能和特点。
本文还将关注DAB变换器的优化设计，包括参数选择、损耗分析、热设计等方面。
通过理论分析和实验验证，提出有效的优化方法，提高DAB变换器的效率和可靠性。
本文还将探讨DAB变换器在电力电子变压器中的实际应用，包括并网逆变器、储能系统、微电网等领域，分析其在实际运行中的性能和面临的挑战。
本文的研究成果将为电力电子变压器的设计和应用提供有益的参考，推动智能电网和分布式发电系统的发展。
二、双有源桥DCDC变换器的基本原理双有源桥（Dual Active Bridge, DAB）DCDC变换器是一种基于移相控制的双向DC-DC变换器，其基本原理是通过控制两个全桥逆变器的移相角，实现两个直流电源之间的功率传输和电压变换。
DAB变换器由两个全桥逆变器和一个高频变压器组成，每个全桥逆变器由四个开关管构成，可以独立地控制电流的流向。
高频变压器用于实现两个直流电源之间的电气隔离，同时传递功率。
DAB变换器的工作过程可以分为两个阶段：正向传输和反向传输。
在正向传输阶段，功率从高压侧传输到低压侧；在反向传输阶段，功率从低压侧传输到高压侧。
电力电子变压器介绍
拓扑结构2：
如图所示，结构2的三级型PET是具有三相自 平衡能力的PET。其中右图是其中单相的详细结构。
自平衡PET高压级的每一相都由N个完全相同的单相全桥 VSC模块级联而成，并通过适当的控制使交流侧高压平均分配 在N个单相全桥变换器上。隔离级采用的是双全桥DC-DC变换器， 将其拓展为N个输入3个输出的结构，相应地采用了一个N输入、 3输出的高频变压器。低压级由三个独立的单相全桥变换器模 块组成，再将每个单元形成的三相输出对应并联在一起。 自平衡PET结构是针对系统或负载侧出现的不平衡都会藕合 到另一侧这一问题而提出的。因为配电系统中不对称负荷会非 常频繁地出现，三相系统电压不平衡也时常发生，所提的自平 衡PET能够有效地避免系统与负载之间的影响。但是这种PET结 构也存在一定问题，其隔离级中大功率的多端口输入、多端口 输出高频变压器设计起来非常困难，并且模块间会有环流。
四、电力电子变压器三类结构可实现功 能的比较
由于将电力电子变换技术引入到了变压器中，使得 PET可以通过适当的控制而具备新的特性。但对于不同 的PET拓扑结构，其功能拓展能力也会有强弱。下表中 对三类PET拓扑可实现的功能进行了比较。
通过对上述的PET拓扑结构的分析和比较可见， 三级型结构具有较强的可控性更适合作为PET拓 扑结构，相应的控制策略也在逐步完善。但是， 要使电力电子变压器在实际应用中替代传统变 压器，实现产品化还有许多关键技术需要解决。
传统型变压器：
传统变压器具有成本低、效率高、可靠性好等 优点，已经广泛应用于输配电系统中。如今随着 智能电网的不断开发和建设，更多的分布式发电 系统需要有效、可靠地融入电力系统中，用户对 供电的可靠性、灵活性与电网负荷的品质也都提 出了更高的要求。仅实现电压变换、隔离和能量 传输功能的传统变压器己经不能满足智能电网的 需求，其固有缺点，如饱和、直流偏磁、波形畸 变、空载损耗大等，也变得越来越突出。随着大 功率电力电子技术的不断发展，一种基于电力电 子变换技术的新型变压器—电力电子变压器 ( Power Electronic Transformer ，PET)得到了广泛关 注。
智能变压器技术的研究与应用现状
智能变压器技术的研究与应用现状随着电力工业的快速发展和需求的不断增长，智能变压器技术作为一种重要的能源转换设备得到了广泛的关注和研究。
本文将对智能变压器技术的研究与应用现状进行探讨，旨在了解其在电力系统中的重要性和未来的发展趋势。
1. 智能变压器技术简介智能变压器技术是利用现代电力电子技术和通信技术实现变压器具备自动控制、远程监测和故障诊断等功能的一种新型变压器技术。
相较于传统变压器，智能变压器具有更高的可靠性、更低的能耗以及更好的运行调控性能。
2. 智能变压器技术的研究进展近年来，智能变压器技术在研究领域取得了显著的进展。
首先，在电力电子技术方面，智能变压器采用了先进的功率半导体器件，如IGBT和SiC等，以提高能量转换效率和工作稳定性。
同时，新型的控制算法和拓扑结构的应用也为智能变压器技术的发展提供了强有力的支持。
此外，智能变压器技术在通信技术方面也取得了许多突破。
采用现代通信技术，智能变压器可以与电力系统中的其他设备进行实时数据传输和信息交互，实现对电力系统的远程监测和故障诊断。
这使得电网运行人员可以随时了解变压器的运行状态和故障信息，及时采取措施，保障电网的稳定运行。
3. 智能变压器技术在电力系统中的应用现状智能变压器技术在电力系统中的应用现状日益广泛。
首先，智能变压器被广泛应用于中高压配电网中，实现电能的分配和管理。
其次，智能变压器也在电网抢修中发挥着重要作用。
通过远程监测和故障诊断，可以准确判断变压器的故障类型和位置，从而提高抢修效率和减少停电时间。
除此之外，智能变压器技术还可以与可再生能源设备结合，实现电力系统的智能化运行。
通过与光伏发电和风力发电等设备的互联互通，智能变压器可以合理调配电力资源，优化供电质量，提高电网运行效率。
4. 智能变压器技术的未来发展趋势智能变压器技术在未来的发展中有着巨大的潜力。
首先，随着先进的功率半导体技术的不断发展，智能变压器的能效将进一步提高。
其次，智能变压器将成为电力系统中重要的智能节点，实现与其他设备的深度互联，形成更加智能化和灵活的电力系统。
电力系统中的电力电子开关技术研究
电力系统中的电力电子开关技术研究导言电力电子开关技术是现代电力系统中不可或缺的关键技术之一。
它在电力传输、配电和控制系统中发挥着重要的作用。
本文将探讨电力系统中的电力电子开关技术的研究现状和未来发展方向。
一、电力电子开关技术的定义和原理电力电子开关技术是一种能够控制电力电子器件通断状态的技术。
其原理是通过改变器件的导通和关断状态，实现对电流和电压的精确控制。
二、电力电子开关技术在电力系统中的应用1. HVDC技术高压直流输电（HVDC）是一种将交流电能通过变流器转换为直流电能进行长距离传输的技术。
电力电子开关技术在HVDC系统中起到了关键作用，能够实现对电压和电流的精确控制，提高电力传输效率。
2. FACTS技术灵活交流输电系统（FACTS）是一种通过使用电力电子开关技术来改变电力系统的电气参数的技术。
通过控制电压、电流和功率因数等参数，可以有效地控制电力系统的稳定性和可靠性。
3. 电力电子变压器电力电子变压器是一种通过电力电子开关技术实现的新型变压器。
相比传统的铁芯变压器，电力电子变压器具有体积小、重量轻、效率高等优点，广泛应用于电力系统中的变换和配电环节。
三、电力电子开关技术的研究现状目前，电力电子开关技术的研究主要集中在以下几个方面：1. 新型器件的研发随着功率半导体器件的不断发展，新型器件如IGBT、SiC、GaN等的出现，为电力电子开关技术的研究带来了新的机遇。
研究人员正在探索这些新型器件在电力系统中的应用潜力，并进行相关的实验和仿真研究。
2. 控制算法的优化电力电子开关技术的控制算法对系统性能具有重要影响。
当前，研究人员通过模型预测控制、遗传算法和强化学习等方法，对控制算法进行优化，以实现更好的系统性能。
3. 可靠性和故障诊断电力电子开关技术在电力系统中的可靠性是一个重要的研究方向。
研究人员致力于开发故障诊断和预测技术，以提高电力电子开关系统的可靠性和站点恢复能力。
四、电力电子开关技术的未来发展方向未来，电力电子开关技术将朝着以下几个方向发展：1. 高性能器件的研发研究人员将继续开发新型高性能器件，以提高开关速度、减小开关损耗，并提高系统的效率和可靠性。
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配电系统电力电子变压器的研究作者：佚名转贴自：电力安全论坛点击数： 35 更新时间：2008-7-28配电系统电力电子变压器的研究方华亮，黄贻煜，X澍，陆继明，毛承雄(华中科技大学电气与电子工程学院，XX430074)摘要: 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。
本文介绍了一种全新的产品－电力电子变压器，它具有提高供电可靠性、改善电能质量并且体积小、重量轻、环保效果好等一系列优点，可以较好地解决这些问题。
在对电力电子变压器现有方案进行分析的基础上，本文提出了一种新的实现方案，计算机仿真结果表明：变压器原方可以实现输入电流波形为正弦和功率因数接近于1，变压器副方可以获得良好的输出电压、电流。
关键词: 电力电子变压器; 高频变压器; 供电可靠性; 电能质量; 脉宽调制1引言当今社会经济的快速发展，使得人们对供电可靠性以及改善电能质量提出了越来越高的要求。
如果一个供电系统的可靠性不能保证，停电不只是给供电企业带来损失，给用户将造成更大的经济损失。
就电能质量而言，一种频率、电压、波形的电能已远远不能满足用户要求，经过变换处理后再供用户使用的电能占全国总发电量的百分比比值的高低，已成为衡量一个国家技术进步的主要标志之一。
如在美国，2000年末，发电厂生产的40%以上的电能都是经变换和处理后再供负载使用，预计到21世纪二、三十年代，美国发电站生产的全部电能都将经变换和处理后再供负载使用。
如何更进一步提高供电可靠性和改善电能质量已成为供电部门十分重视和不断努力解决的问题，在供电系统中，变压器是实现电能转换的最基本、最重要的元件之一，对供电可靠性和电能质量有着重大的影响。
目前广泛使用的配电系统变压器通常是采用铁芯油浸式，其运行可靠和效率较高；但同时，也存在以下一些不足之处［1］：·不能维持副方电压恒定；·铁芯饱和时，会造成电压电流的波形畸变，产生谐波；·原副方电压、电流紧密耦合，负荷侧的波动会影响到电网侧；·需装备继电保护装置；·体积大，笨重；·矿物油会带来环境问题，且不易维护；基于以上常规变压器的一些不足之处，如何进一步提高变压器的功能、改善其运行特性以更好的发挥其在供电系统中的作用，从而实现进一步提高供电可靠性、改善电能质量的愿望，是一个十分值得我们深入研究的课题。
目前随着电力电子变流技术和大功率电力电子器件的迅速发展，以及在电力系统中的应用日益广泛，所有的这些为我们研制新型变压器奠定了很好的基础。
我们要研制的新型变压器主要是采用电力电子技术实现的，我们称之为电力电子变压器。
对电力电子变压器的研究，国内在这方面还基本上未开展，国外在十多年前就已提出了这个概念。
首先是美国海军的一个研究计划，提出了一种“交流－交流”的降压变换器构成的电力电子变压器；在这之后，由美国电力科学研究院(EPRI)赞助的一个研究项目也研制出了一种电力电子变压器。
但是这些方案，由于电力电子变压器的理论本身还不是很成熟，并且受当时大功率电力电子器件发展水平的限制，因而都只是停留在研制实验室样机阶段。
近几年，有关这方面理论又有了新的发展，再加上电力电子技术及器件迅速发展使得电力电子变压器走向实用化又向前迈进了一大步。
2电力电子变压器原理及优点电力电子变压器的基本原理为在原方将工频信号通过电力电子装置转化为高频信号，即升频；然后通过高频隔离变压器到副方，再还原成工频信号，即降频。
通过采用适当的控制方案来控制电力电子器件的工作，从而将一种频率、电压、波形的电能变换为另一种频率、电压、波形的电能。
电力电子变压器，从结构和功能上大大突破了传统变压器，又称为固态变压器（solid state transformer），它的工作原理决定了它是对上述提及问题比较好的一种解决方案。
按照我们的研制思路实现的电力电子变压器应具备以下优点：·可以提高供电可靠性。
器件将以模块的形式安装到插槽结构中，使器件之间不再有或者很少的引线连接，从而使用方便,体积缩小，更重要的是取消传统连线，把寄生参数降到最小，从而提高系统的可靠性。
·改善供电电能质量，实现恒频、恒压输出；·无大铁芯，不产生励磁涌流；·有望解决副方负荷不平衡造成电网不对称问题，特别是民用负荷；·检测装置电压、电流互感器变得更简单；·装置采用数字化控制，具有智能化特点，当出现故障时能采取适当、灵活的处理方法，从而进一步提高可靠性。
·可以高度自动化，配电网络的计算机监控系统可以直接远程通讯控制电力电子变压器，实现在线连续监测和控制；·可以不需要常规继电保护装置；·体积小,重量轻，对大城市供电网络建设带来很大方便；·环保效果好，可以空气自然冷却，省去充油，从而减少污染，维护简单，安全性好。
如果在电力系统装备电力电子变压器，并进行实时、适当的控制，就可以改变电力系统中节点电压的大小和相位，补偿电力网路的阻抗，减小甚至消除电力系统中的谐波，改变电力系统中的有功、无功潮流，并对正常运行和故障时电力系统的功率平衡要求予以快速补偿。
这将能显著提高输电系统的极限传输功率能力，改善电力系统的运行特性［2］。
当今世界环境保护问题日趋严重，在电力电子变压器中应用了高频电力电子技术，使得设备重量减轻，体积变小，节省大量铜、钢等原材料；在电力电子变压器中不需要使用变压器油，从而减少环境污染，维护也变得更方便。
在电力系统中广泛采用电力电子技术实现的电力电子变压器以后，可以节省大量的电力，这就可以节约大量资源和一次能源，从而改善人类的生活环境。
3基本实现方案分析电力电子变压器主要由电力电子装置部分、控制部分、高频变压器部分以及其它的一些辅助设备等组成。
其中主要部分是电力电子装置部分，这部分实现信号频率、幅值转换，可采用IGBT或IGCT等高频大功率电力电子器件组成。
控制部分发出门极控制信号来开通或关断IGBT或IGCT来控制电力电子装置部分的正常工作。
高频变压器部分起隔离及变压作用。
现介绍一下国内外比较常见的几种方案：（1）“交流－交流”变换结构［3］［4］如图1，在这种变换中，上下连接的两个器件为背对背连接，这种连接可实现低频交流信号（50Hz）变换成为高频交流信号（通常是1kHz左右），然后加载到高频隔离变压器的原方，耦合到副方后高频交流信号又转换成低频交流信号（50Hz）。
这一变换的实现要求原副方的功率器件同步工作，功率器件的开关函数为一占空比为50%的方波，通过方波宽度的调制可以控制高频电压、频率。
（2）斩波变换结构［5］如图2，这种结构和直流斩波有些相似，当原方开关器件开通时能量储存在原方绕组中，然后耦合到副方绕组，当副方开关器件开通时聚集的能量释放。
由于斩波可能产生很大的谐波，因此，原副方都使用了较大的滤波器。
（3）串联模块化结构［6］［7］如图3，整个系统分为三大部分：输入部分、隔离部分、输出部分。
输入部分由若干模块串联而成，这样均分到每一模块上电压比较低，采用低压器件即可满足要求。
在每一输入模块上电压被整成直流，输出的直流电压就加在相应的隔离模块上，然后直流电压被逆变成高频交流后加载至高频隔离变压器的原方，再耦合至副方，降压后的高频交流又被整流成为直流。
隔离模块的输出送到输出模块，在输出部分直流被逆变成交流输出。
虽然目前电力电子器件发展十分迅速，电压、功率等级不断升高，但离实际电力系统中的高压、大功率的等级水平还有很大的差距。
因此，要构成实际应用的高压、大功率必须把器件串、并联使用。
另外目前的高压、大功率器件价格较贵，我们可以采用低压、小功率器件就可以构成高压、大功率装置。
本方案的变换过程较多，在每个过程都可以对电能进行控制，可以对电能的各个参数进行有效的调节控制，当然控制方案实现也很复杂，这是一个缺点。
总的说来，本方案是一种比较经济、实用、可行性较高的方案。
除了以上介绍的几种方案以外，还有其它的一些方案，无论哪种方案，在电力电子变压器中，对电能质量的调节都是由电力电子装置部分完成的。
采取适当的电力电子变流技术和PWM算法，可以获得良好的电压、波形、频率。
现以方案（1）中交流到交流的变换为例，分析一下电力电子变压器一些新的性质［8］。
变压器输入电压高频信号转换函数展开成傅立叶级数其中：n为奇数，ωS=k·ωi为转换的开关频率。
其中：ωi为工频50Hz，改变k可以改变高频交流电压的频率，一般取k＝20。
由上式可以看出v p(ωt)基波分量频率为19ωi t=950Hz和21ωi t=1050Hz。
由此可见频率为1kHz左右电压幅值最大。
应用高频电力电子技术使得变压器结构性质发生较大变化，电力电子变压器体积、重量大为减小。
在电力电子变压器中容量S与尺寸结构参数及电磁变量之间的关系式如下：其中：S为变压器容量，K为铜导线饱和因数，f为励磁频率，A c为铁芯面积，A e为绕组线面积，J为导体中的电流密度，B m为最大磁通密度。
由式（5）可以看出变压器的尺寸主要取决于一般情况下B m、J变化不是很大，而f可以升高很多，因此变压器的尺寸的减小主要取决于频率f。
然而频率的升高引起铁芯损耗的增加，为了减小损耗必须减小磁通密度B m。
因此，为了达到最佳效率，必须适当地确定f 和B m、J之间的比例关系，一般f可以选用1kHz左右。
4仿真系统方案［9］对上述几种方案，认为：方案（1）的原理和结构比较简单，转换过程为低频AC －高频AC－高频AC－低频AC。
这种方案性能比较稳定，实现起来比较容易。
但功能有限，对电能质量的调节能力较差，基本上是原方是什么样的波形，副方就是什么样的波形。
方案（2）结构非常简单，变换过程为斩波AC－斩波AC。
这种方案对电能质量的调节能力也较差，电压、波形、频率质量效果都不是很好，且只适合在小容量方案中应用。
方案（3）实现起来比较简单，每一模块上所加的电压和电流较小，所用器件均为低压器件，其成本较低。
但转换过程较复杂，使用器件较多，性能不稳定。
我们正在进行电力电子变压器的实验室样机的研制，方案的主回路如图4所示。
变换过程为AC－DC－AC－AC－DC－AC。
在变压器原方采用合适的PWM算法可使原方电压、电流同相位，实现功率因数接近1；在副方通过控制逆变器可以获得良好的输出电压电流。
5仿真结果［9］仿真系统如图4所示，输入为三相，线电压U l＝500V，输出为三个单相，相电压U o＝220V，系统容量S＝10kVA，负载为纯电阻，输入和输出都加上适当的滤波装置，在上述条件下用MATLAB 6.1进行动态仿真，所得结果如下：仿真系统中，原方加上LC滤波器（L＝2.4mH，C＝70μF），三相全控整流桥的整流频率f＝8kHz，原方输入电压电流波形如图5所示，输入电压与电流相位基本一致,功率因数cosφ≥0.98。