近年來隨著經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，電力供應缺口與人們對電力的需求增長之間的矛盾越來越明顯。由于我國常規(guī)能源的有限性和環(huán)保的巨大壓力，能源建設必須走節(jié)點和開發(fā)利用可再生能源之路。分布式發(fā)電系統(tǒng)、電能質(zhì)量控制的研究和開發(fā)得到了人們普遍的關注。其次，越來越多的工業(yè)用戶對電能質(zhì)量以及供電可靠性提出了更高的要求。如何保證供給用戶可靠和合乎標準的電能，確保用戶電氣設備的安全經(jīng)濟運行已成為急需解決的課題。隨著大功率電力電子元器件及其控制技術的發(fā)展，一種通過電力電子交換技術實現(xiàn)電力系統(tǒng)中的電壓變化和能量轉(zhuǎn)換的新型變壓器——電力電子變壓器PET(Power Electronic Transformer)得到了越來越多的關注，作為一種新型的能量轉(zhuǎn)換設備，與傳統(tǒng)的變壓器相比，電力電子變壓器具有體積小，重量輕，空載損耗小，不需要絕緣油等優(yōu)點。它是集電力電子、電力系統(tǒng)、計算機、數(shù)字信號處理以及自動控制理論等領域為一體的電力系統(tǒng)前沿研究課題，通過電力電子期間和電力電子交流技術，對能量進行轉(zhuǎn)換與控制，以替代傳統(tǒng)的電力變壓器。
國外很多學者都對電力電子變壓器進行了研究，而國內(nèi)研究還處于剛起步階段，因此武漢華特電氣首先對電力電子變壓器的工作原理和應用現(xiàn)狀進行了分析，然后對其應用前景和發(fā)展方向進行展望。
1、工作原理
電力電子變壓器主要由初、次級功率轉(zhuǎn)換器以及聯(lián)系二者之間的高頻變壓器組成。基本原理是輸入的工頻電壓經(jīng)過原邊變換器調(diào)制為高頻交流電壓，通過高頻變壓器耦合至副邊，再通過副邊的功率變化器將其轉(zhuǎn)換為所要求的電壓。工頻的交流電。
2、電力電子變壓器的主要拓撲結(jié)構
利用不同結(jié)構的電力電子變化器，可以實現(xiàn)多種電力電子變化器的拓撲電路。在這些實現(xiàn)方案中，電力電子變壓器的具體實現(xiàn)方案分兩種形式：已是在變換中不含直流環(huán)節(jié)，即直接AC/AC變換，其原理是：在高頻變壓器原方進行高頻調(diào)制，在副方進行同步解調(diào)：二是在變換中存在直流環(huán)節(jié)，通常在變壓器原方經(jīng)行AC/DC變換，再將直流調(diào)制為高頻信號經(jīng)高頻變壓器耦合到二次側(cè)后，在二次側(cè)進行DC/AC轉(zhuǎn)換。比較兩種方案，后種控制特性良好，通過PWM調(diào)制技術可實現(xiàn)變壓器一二次電壓、電流和功率的靈活控制，有望成為今后的發(fā)展方向。
3、電力電子變壓器進行研究的一個重要趨勢是通過電力電子變壓器解決電能質(zhì)量問題，即電力電子變壓器既具備傳統(tǒng)變壓器的功能，如電能傳輸、隔離、變換等，又具有抑制諧波雙向流動、防止負載側(cè)出現(xiàn)故障影響電源電壓、輸出電壓可以有直流分量、消除電壓跌落、升高，以及過電壓、欠電壓等電源側(cè)電壓的干擾對負荷的影響，對各種電量進行監(jiān)測、顯示、分析處理來判斷各種異常情況對其自身和系統(tǒng)進行保護，并給出報警信號和故障類型等優(yōu)點。
目前，太陽能、風力及小水電等分布式發(fā)電系統(tǒng)占整個能源結(jié)構的比重近年逐年上升，有望成為今后的主要能源來源。分布式電源交直流兼有，容量小，分布廣，且其電壓或頻率波動性較大，如何有效可靠地將它們?nèi)谌腚娏ο到y(tǒng)也是今后需要解決的問題之一。而電力電子交直流環(huán)節(jié)兼有，故可靈活地將各種分布式電源接入電力系統(tǒng)。
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