电力电子变压器拓扑结构综述_胡晟.pdf

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1、2015年11月第18卷第11期贵州电力技术专题研讨2015，Vol，18，No.11GUIZHOUELECTＲICPOWEＲTECHNOLOGYSpecialＲeports电力电子变压器拓扑结构综述1111122胡晟，陈磊，石果，游菲，袁旭峰，欧家祥，张秋雁(1.贵州大学电气工程学院，贵州贵阳550025;2.贵州电网有限责任公司电力科学研究院，贵州贵阳550002)摘要:对典型电力电子变压器拓扑结构及各种实现方案做了分析比较，在此基础上分析和展望了电力电子变压器的应用前景和发展方向，最后就电力电子变压器的应用技术提出了需要重点研究的几个问题。关键

2、词:电力电子变压器;拓扑结构;实现方案文章编号:1008－083X(2015)11－0036－05中图分类号:TM41文献标志码:B电力电子变压器PET(PowerElectronic电能质量问题，即电力电子变压器既具备传统变Transformer)近年来随着现代大功率半导体器件与磁性压器的功能，如电能传输、隔离、变换等，又具有抑材料的迅速发展而被深入研究，不仅具备良好的控制制谐波双向流动、防止负载侧出现故障影响电源特性，也有利于配电网的稳定运行并能提高供配电系电压、输出电压可以有直流分量，消除电压跌落、统的电能品质，是建设智能配电网的关键设备之一。

3、升高，以及过电压、欠电压等电源侧电压的干扰对本文将介绍近年来国内外提出的各类PET主电路拓扑负荷的影响，对各种电量进行监测、显示、分析处结构，进行分析和比较，并对拓扑结构商业可行性和亟理来判断各种异常情况对其自身和系统进行保待解决的问题加以探讨。护，并给出报警信号和故障类型等信息。目前，电能质量问题造成的经济损失巨大，据1电力电子变压器的应用及发展前景估计每一次电能质量问题使生产流水线中断或重传统的电力变压器，虽然也具有制作工艺简单、可新起动可能造成平均30万～100万美元的损失。靠性高等优点，在电网中得到广泛应用。但是，它的缺然而，电能质量问题的发

4、生时无可避免的。采用点也十分明显，如体积、重量、空载损耗大;过载时易导电力电子变压器来解决电能质量问题有最佳的性致输出电压下降、产生谐波;带非线性负荷时，畸变电能价格比，相当于综合了传统变压器、监测、保护流通过变压器辐合进入电网，造成对电网的污染;电源等整套供电保障设备，大大降低了成本。侧电压受到干扰时，又会传递到负载侧，导致对敏感负其次，使用电力电子变压器是解决“用户电力荷的影响等等。这使得传统的电力变压器无法满足我技术”的有效方案，再者目前太阳能、风力及小水国建设坚强智能电网的需求。而电力电子变压器作为电等分布式发电系统占整个能源结构的比重近年一

5、种新型的电压变换、能量传递电器，正得到了越来越逐步上升，有望成为今后的主要能源来源。分布多的关注，已经有很多文献就PET拓扑结构、控制策略式电源交直流兼有容量小，分布广，且其电压或频进行了研究。它通过电力电子器件和电力电子变流技率波动性较大，如何有效可靠地将它们融入电力术，对电力系统中的能量进行转换和控制，以替代配电系统也是今后需要解决的问题之一，而PET交直系统中的传统电力变压器。其突出优点有以下几点:流环节兼有，乃是不二之选。采用高频变压器，体积小，重量轻，无污染;可保证原方2电力电子变压器的拓扑结构电流可控，功率因数可调;负载侧电压恒定，不随负

6、载变化;大功率电力电子器件可瞬时(μs级)关断故障大随着电力电子技术的发展，电力电子变压器的电流等等。拓扑结构逐渐由简单向复杂、由单级向多级发展，功基于上述优点，当前对电力电子变压器进行能不断得到增强，容量显著提高。电力电子变压器研究的一个重要趋势是通过电力电子变压器解决按其基本原理，可将其拓扑分为以下几种形式:交—·36·第11期胡晟，等:电力电子变压器拓扑结构综述交变换器，交—直—交变换器和交—直—交—直—交双直流变换器。最初的电力电子变压器诞生于美国电力科学研究院，其拓扑结构如图1所示。图3基于Buck－Boost变换器的反激型拓扑结构图1Bu

7、ck型电力电子变压器采用不隔离buck型变换器，图中开关为交替该拓扑结构使用高频耦合电感，可通过控制开关的占空比来调节输出电压高低。原边电感和电容导通的双向流动开关，拓扑结构简单，但其采用大构成二阶滤波器以谐波电流。该拓扑结构简单，开量器件串联，控制难度及可靠性均受影响;且一、关器件使用少，不过这也带来了开关电流断续而导二次侧并无电气隔离，不能有效抑制谐波，不能调致开关器件两端出现尖峰电压的现象，使得输出电节功率因数。随着技术的不断进步，各种新型的压谐波较大。因此，该拓扑结构的PET适用于低压拓扑结构不断被研究，下面将对各类PET典型拓小功率场合。且

8、反激型PET变换电路的变压器要扑结构进行分析。2.1交—交—交型PET拓扑结构加气隙，所以漏感较大，会在变压