文档介绍：电力电子变压器
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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。
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传统型变压器：
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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。
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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。
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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，，效率约为80%-90%。
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1980年，美国海军在一个研究项目中将一种基于Buck电路的AC/AC变换器作为PET的拓扑结构，实现了降压的功能。之后的1995年，美国电力科学研究院(EPRI)对此结构进行了深入研究，研制出了基于AC/AC变换的PET实验样机。
早期的PET的理论和实验研究并不成熟，虽研制出了实验样机，但功率和高压侧的电压等级都低于配电网中的实际应用等级，所提出的各种设计方案未能实用化。随着大功率电力电子器件和高压大功率变换技术的发展，PET研究领域也取得了突破性的进展。提出了一些适应PET特性的拓扑结构，并制造出与配电系统电压等级相匹配的实验样机。
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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。
1 单级型PET拓扑结构:
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上图所示的是一种典型的AC/AC单级型PET结构。为了达到减小尺寸、减轻重量、提高效率的目的，该拓扑采用了工作频率提升至0. 6--1. 2kHz的硅钢铁心变压器，其传递能量的能力是工频变压器的三倍。此PET先将输入的工频正弦波电压经变压器原边的变换器调制成高频(0. 6~ 1. 2kHz)电压，后由变压器藕合到副边再还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。
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双级型PET结构可分为具有高压直流环节和具有低压直流环节两种。其中，具有高压直流环节PET的工作原理是将工频高压交流电整流为高压直流后，经过含有高频降压变压器的隔离型逆变器转换为低压交流。具有低压直流环节的PET工作原理相似，只是先通过隔离型整流器将工频高压交流电转换为低压直流，再逆变为低压交流。
2 双级型PET拓扑结构:
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