电力电子变压器拓扑结构研究_陆玉
工程科技与产业发展科技经济导刊 2017.02期
电力电子变压器拓扑结构研究
陆 玉
（安徽理工大学电气与信息工程学院 安徽 淮南 232001）
0引言
在目前电力系统中大范围使用的变压器，其组成结构简单，包括两级线圈和磁芯。传统变压器结构简单，大大减少电能传输的损耗，使得变压器在电力系统中广泛应用。但是随着电力系统的发展，越来越多的发电系统需要接入输电网中，以及终端用户用电的多样化，使得对电力系统提出了更多的要求，要求配电网更加稳定、高效。
PET由两部分构成，电力电子变换电路和高频变压器。PET不仅能实现传统变压器所能实现的功能，包括电压和电流的改变，阻抗变化，以及隔流等功能。通过这两种变压器，我们可以发现PET的优势所在。
（1）从外观上比较，PET体积小，重量轻，无污染。
（2）PET两侧参数可灵活调节，输出端电流电压都不受到负载的影响。
根据现代电力系统的需求，国内外学者对PET的进行深入研究，并提出了解决不同问题的PET拓扑结构。
1 PET三种拓扑结构
近年来，PET的拓扑结构由单级向多级发展，拓扑结构越来越复杂，使得PET功能不断的健全。通过PET对输入电能的参数改变次数的统计，可以将将其分为三类，分别为单级型，双级型以及三级型。其中，PET的基本电路，是包含输入级，隔离变换级以及输出级三部分。
1.1单级型PET
单级型的PET只实现了一次电能参数改变，其工作原理，高频变压器会在原边对输入端的工业频率交流电压进行调制，这样得到高频交流电压，然后高频交流电压在副边会被解调为工业频率。
简单的拓扑结构决定了单级型PET功能比较单一，而且对于输入输出端不具备功率调整功能，原方和副方的开关信号还要保持同步。
1.2双级型PET
双极性电力电子变压器由于其直流环节结构不同，又可分为两种高压和低压直流环节。由于双级型PET 为了实现两次改变电能参数，得到低压交流电，所以其在结构优化上不如单级型PET，在控制参数方面，双级型不如三级型。所以一般认为双级型的拓扑结构，不适合作为PET的拓扑结构进行研究利用。
1.3三级型PET
三级型PET相对于单级型PET结构更复杂，这是由于三级型PET所想取到的功能所决定。三级型拓扑结构工作原理：三相工业频率交流电压经过交流/直流变压器变换为直流电压，直流电压在图中高频变压器会被被调制为高频电压，再经过高频变压器的副方耦合，变换为直流电压，最后在直流/交流变压器的逆变作用下，还原为所需的工业频率交流电压。
从三级型的工作原理，我们可以看出这种PET电压变换次数多，实现的功能更多，并且该PET具有良好的控制调节特性，更具有稳定性。
2 PET研究方向
虽然PET得到了很好的发展，但是PET研究并未很深入，需要完善和优化的环节还有很多，想要在电力系统中实现大范围使用，还需要解决以下几个技术问题。
（1）提高PET的稳定性，以及运行过程中可靠性。可以通过运用新的技术，以及新的材料去发展PET。
（2）提高PET的转换效率，如何提高PET的转换效率是今后研究的方向。
（3）PET与PET或者传统变压器并联使用的问题。
要想解决上述这些问题，PET的拓扑结构优化是首要研究，还有控制策略需要改善等等。但是对PET研究的越来越深化，上述的问题都会被解决的。
3结束语
本文主要分析了三种PET拓扑结构，指出了PET 与传统变压器相比的优势所在，并对PET存在的问题做出了说明。随着PET在技术和制造方面的不断发展，PET会被广泛的用于电力系统中。为了满足电力系统智能化的需要，PET势必会取代传统变压器。
参考文献：
[1]李子欣.面向中高压智能配电网的电力电子变压器研究[J].电网技术，2013，37(9)：2592-2601．
[2]阮新波．脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术(第二版)[M].北京：科学出版社，2013.
[3]成建鹏.电力电子变压器原理和仿真研究[J].电力自动化设备，2004，24(12)：24-35．
[4]李子欣.面向中高压智能配电网的电力电子变压器研究[J]．电网技术，2013，37(9)：2592-2601．
摘 要：电力电子变压器(PET)是一种具有改变电能的特征的智能化变压器，其中运用了电能转换技术
和电力电子变换技术，组成结构是由电力电子变换器和高频变压器构成。本文就目前电力电子变压器的
主流拓扑结构进行了研究，并对每一类电力电子变压器进行了分析，并比较三类拓扑结构的各自特点。
电力电子变压器精确的控制性，以及外观上的简化等功能，都能更好的去融入当今电力系统中，也为智
能电网发展提供了基石。
关键词：电力系统；电力电子变压器；电力电子变换技术；拓扑结构
中图分类号：F407.61文献标识码：C文章编号：2096-1995(2017)02-0060-01
作者简介：陆玉（1991.03-），男，汉，安徽淮南人，安徽理工大学电气与信息工程学院在读硕士研究生，研究方向为光纤通信。
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