电力电子技术应用精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇电力电子技术应用，期待它们能激发您的灵感。

篇1

在现代社会科技学技术不断发展的形势下，电力电子技术在电力系统中的应用也更加广泛和深入。诸多新的电子材料、设备以及技术的运用，有效地推动了我国电力事业的发展。本文就对于电力电子技术在电力系统中应用的相关问题进行了分析和探讨。

关键词：

电力电子技术；电力系统；应用

1引言

作为一个具有较强专业性、综合性和系统性的技术平台，电力电子技术其涵盖了多个领域的专业技术内容。经过长时间的发展和变化，其被广泛的应用于各个行业当中，极大幅度地推动了我国电力能源领域的发展。随着科学技术的不断发展进步，电力系统中的电力电子技术的应用范围和深度也得到了进一步的增加。电力电子技术的应用，提高了电力系统的整体工作效率和工作性能。电力电子技术应用于电力系统的整个发电、配电、输电已基本检点的环节当中，是现代电力系统发展建设中的重点内容。电力电子技术应用于电力系统中，可以有效地提高变电控制的整体效果。我国电网建设工作一直在有条不紊的开展，不断扩大的电网规模对于变电运行管理提出了更高的要求。通过电力电子技术的应用，可以实现高效、高质量、高精度、高性能的控制和管理，有效地降低了管理成本和工作难度，提高了系统运行的安全性和稳定性。在电力系统运行的过程中，电力电子技术的应用可以有效地实现对电力系统运行的实时监控和管理，有效地提高了电力系统运行中的容错效果，减少了后期管理维护的难度和成本，让电力系统的运行更加可靠。电力电子技术的应用通过结合先进的信息化管理技术，让电力系统运行中的相关数据信息可以得到更加全面的收集和处理，通过计算机对相关数据进行分析处理，为管理决策的制定和计划的编制提供科学的依据。

2电力电子技术在电力系统中的应用

第一，发电环节的应用。电力系统的发电环节是一个较为复杂的综合性系统，其中存在多个发电组和相关设备，设备的结构相对复杂，并且整体技术含量相对较高。相关技术人员必须要具有专业的技术水平，才能完成相关设备的设计、运行、管理与维护工作。在电力系统的发电环节，应用电力电子技术，可以有效地提高整个发电系统的设备工作效率。励磁控制是现阶段广为运用的发电机控制方式，其通过利用品闸管整流电路的方式来实现设备的连接，整个控制系统的结构相对简单，具有较高的可靠性，并且造价成本也处于一个可接受的状态之下，性能可以有效地满足相关技术需求。而静止励磁的控制方式，则通过对励磁机进行改造，去除惯性环节，从而达到提高稳定性和运行效果的目的。科学的整改方案，可以更好地结合电力系统的运行规律来实现控制，让电气工作效率得到更好的保障。变速励磁控制的方式，主要通过变频设备，对于发电中机组运行速度进行相应的调节和控制，提高电力功效，让机组的变化速率处于一个自动控制的状态下，结合励磁设备的控制，让整个功率的输出更加稳定、高效，并最大程度地降低系统的功耗，其被广泛应用于风力发电和水力发电的过程中。在发电厂发电设备中，其发电设备的用电量是客观存在的，并且在整个设备的耗电量中占据着一个较高的比例。为了实现对这类能源消耗问题的有效控制，变频器的出现和应用已经被广泛的认可和利用。变频器通过控制，可以对发电机机组的工作频率进行自动调节，从而实现对能源消耗的节约。在电力电子技术不断发展的形势下，各类变频技术逐渐得到了更加深入的发展，并为提高发电系统的工作效率，减少能耗提供了巨大的帮助。第二，输电环节的应用。在现代科学技术不断发展的趋势下，电力电子技术的发展与应用，使得越来越多的电子器件得到了生产和运用，为电力系统的发展创造了更多的平台和支持。在输电系统中，电力电子器件的运用，有效地对于电网稳定性进行了保障，提高了电网运行的可靠性，让电网运行发展更加安全、可靠。在当前电力系统的输电环节中，直流与轻型直流输电是较为常见的两种方式。这种输电方式可以有效地提高输电的容量，并且可以灵活地进行调节与控制，输电过程较为稳定，并且实现了对长距离电力传输带支持和供应。针对于不同的电力输送需求，可以采取不同的输电方式，让直流输电技术的优势得到最大限度的发挥。随着技术的进步，柔流输电技术也逐渐受到了关注和应用。柔流输电技术融合了微电子、微处理、电力电子技术、控制技术以及通信技术等多方面的技术，实现了对交流输电的灵活控制，让交流电网的稳定性得到了很好的保障，并有效地降低了输电成本。柔流输电技术通过为电网提供无功功率和感应，从而达到提高输电效率和质量的目的。第三，配电环节的应用。在配电环节中，有效地控制是确保电能质量的关键。电能质量的控制需要在配电过程中对于频率、谐波、电压等要求进行有效地满足，并且对干扰和瞬态波动问题的干扰进行避免。现阶段，电力电子技术应用的过程中，基于DFACTS的电能质量调节装置的应用，可以有效地对电能质量进行保证。随着柔流输电系统的发展和成熟，配电质量的控制方式得到了丰富和进一步的发展。DFACTS技术可以被视为缩小版的FACTS设备技术，二者工作原理、性能、结构、功能都存在一定的相似性。随着电力电子器件不断发展，市场上电气设备出现求过于供的现象，DFACTS设备市场前景广阔，市场需求量。DFACTS设备市场介入相对容易。而且该设备的成本投入比较少，技术开发比较简单。随着市场不断发展，DFACTS设备产品将进入高速发展状态。

3结束语

总而言之，随着科学技术水平的不断提高，各类新技术的出现和应用，电力电子技术的发展也逐渐步入了新的阶段。相关技术人员应该加强对新技术的研究和应用，对新技术的优势进行充分的发挥，更好地促进电力系统的发展和完善，提高电力生产效率，为我国电力事业健康稳定发展做出更大的贡献。

作者：李西娟 单位：中煤邯邢技校

参考文献:

[1]张娜.电力电子技术的发展及应用探究[J].电子技术与软件工程,2015(03).

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现代电力电子技术自上世纪六十年代开始出现，其发展势头迅猛。这是一项能够对电能进行控制和转换的技术，在多个行业都起到非常重要的作用，应用领域十分广泛。文中分析了现代电力电子技术的发展趋势，并进一步对现代电力电子技术的应用进行了具体的阐述。

关键词：

电力电子技术 发展趋势 应用

前言

现代电力电子技术的发展经历了几个不同的阶段，整流器时代、逆变器时代和变频器时代，现代电力电子技术属于变频器时代，同时又与微电子技术有效地进行了结合，这不仅使其应用范围十分广泛，而且在国民经济中的地位也变得越来越重要。

1现代电力电子技术的发展趋势

在当前科学技术快速发展的新形势下，随着电力电子技术的不断革新，其发展达到了一个较高的水平。现代电力电子技术主要是对电源技术进行开发和应用，可以说电源技术的发展是当前电力电子技术发展的主要方向。

1.1现代电力电子技术向模块化和集成化转变

电源单元和功率器件作为现代电力电子技术的重要组成部分，是电子器件智能化的核心所在，其组成器件具有微小性，因此电力电子器件结构也更为紧凑，体积较小，但其能够与其他不同器件的优点进行有效综合，所以其具有显著的优势。也加快了现代电力电子技术向模块化和集成化转变的进程，为电力系统使用性能的提升奠定了良好的基础。

1.2现代电力电子技术从低频向高频化转变

变压器供电频率与变压器的电容体积、电感呈现反比的关系，在电力电子器件体积不断缩小的情况下，现代电力电子技术必然会加快向高频化方向转化。可控制关断型电力电子器件的出现即是现代电力电子技术向高频转化的重要标志。而且随着科学技术发展速度的加快，电力电子技术也必然会向着更高频的方向发展。

1.3现代电力电子技术向全控化和数字化转变

传统的电力电子器件在使用过程中存在着一些限制，而且关断电器时还会产生一些危险，自关断的全控型器件在市场上出现后，有效地弥补了这些限制和避免了危险的发生，这也是现代电力电子技术变革的重要体现，表明现代电力电子技术加快了数字化发展的进程。

1.4现代电力电子技术向绿色化转变

现代电力电子技术向绿色化转变主要表现在节能和电子产品两个方面。相比于传统的电力电子技术来讲，现代电力电子技术的节能性更好，这也实现了发电容量的有效节约，对环境保护带来了较好的效果。一直以来一些电子设备会将严重的高次谐波电流入到电网中，给电网带来较大的污染，导致电网总功率质量下降，电网电压出现不同程序的畸变。到了上世纪末期，各种有源滤波器和补偿器的面世，实现了对功率参数的修正，从而为现代电力电子技术的绿色化发展奠定了良好的基础。

2现代电力电子技术的应用

现代电力电子技术的功能具有多样性的特点，其在多个领域都有着广泛的应用，这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中占据非常重要的地位，有着不可替代的作用。

2.1电源方面

（1）一般电源。现代电力电子技术在开关电源和供电电源方面都取得了较大的进展，交流电直接由整流器转变为直流电，这部分直流电一部分由逆变器转换为交流，然后经由转换开关到达负载，而另一部分则直接对蓄电池组进行充电。一旦逆变器发生故障，蓄电池组则作为备用电源开始直接向负载提供能量。在现在的电力电子器件中普遍采用MOSFET和IGBT作为电源，不仅具有较好的降噪性，而且电源的效率和可靠性也能够得到有效的保障。（2）专用电源。高频逆变式焊机电源和大功率开关型高压直流电源是比较典型的两种应用现代电力电子技术的专用电源。高频逆变式焊机电源是一种高性能的电源，由于大容量模块IGBT的普遍使用，使得这种电源有着更加广阔的应用前景，逆变式焊机电源基本采用的都是交流-直流-交流-直流的转换方法，由于焊机工作的环境条件恶劣，所以燃弧、短路等就成为了司空见惯的问题，而采用IGBT组成的PWM相关控制器，能够提取和分析参数和信息，进而预先对系统做出处理和调整。大功率开关型高压直流电源主要应用CT机、静电除尘等比较大型的设备上，因为这类设备电压比较高，甚至达到了50-159kV，将市电经过整流器整流变为直流，然后与谐振逆变电路串联，逆变为高频电压，再升压，最后整流成为直流高压。

2.2传动控制及牵引

这主要应用在无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制等等方面，通过将一个固定的直流电压转换为一个可以变化的直流电压，这样就能够使控制更加的平稳和快速，而且还可以节能。

2.3在电力系统中的应用

在发电系统中现代电力电子技术的应用更是广泛，比如说水力风力发电、用电系统、配电、输电等等都和现代电力电子技术有着密切的联系。目前的风力电力机组已经结合了机械制造、空气动力学、计算机控制技术、电力电子技术等等，而现代电力电子技术就是发电系统中不可或缺的重要技术，它对于电能的转换、机组的控制和改善电能质量等都很重要。

2.4在节能和改造传统行业中的应用

现代工作的发展离不开电能的支持，电能是现代工业的重要动力和能量源头。随着我国工业用电量不断增加，用电的不合理及浪费现象也日益显现出来。这就需要有效的降低能源的消耗，提高电能的利用效率，以便于能够对当前能源紧缺的局面起到一定的缓解作用。因此需要充分的发挥现代电力电子技术的性能优势，有效的提高现代电力电子技术的效率，应用现代电力电子技术，通过工业控制有效的将电能转换为劳动力，建成现代化的智能车库，从而降低工人的劳动强度，实现人力资源的节约，确保劳动生产力的提高，以便于推动传统行业的改造进程。

2.5在家用电器方面的应用

现代电力电子技术在我们日常生活中应用也较为广泛，当前家用电器普遍应用现代电力电子技术，给我们的日常生活带来了较大的便利。许多电器都只需要按下按钮就能进行工作，而不需要人们新自动手。

3应用展望

在今后现代电力电子技术应用过程中，需要重视以下几个方面的问题：首先，需要对节能和环保给予充分的重视，通过完善控制设备和设计专用的电机来有效的提高电机系统的使用性能和效率；其次，为了实现节能和环保，则需要使用中高压直流转电系统，使其实现低能耗及低污染；最后，需要加快解决电力系统中储电装置的设置问题，需要电力系统设计者从控制技术等方面来制定切实可行的解决方案，从而对电能储备中存在问题进行有效解决，更好的推动电力系统的持续、稳定发展。

4结束语

现代电力电子技术在多个领域都得到了广泛的应用，特别是对电网的控制和转换上发挥着非常重要的作用。通过现代电力电子技术的应用，使大功率电能成为其他高新技术的重要基础，这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中的重要地位具有不可替代性，对推动经济和社会的发展发挥着非常重要的作用。

作者：蒋天予 单位：哈尔滨理工大学荣成校区电气工程系

参考文献

[1]刘增金.电力电子技术的发展及应用探究[J].电子世界，2011，9：19+25.

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【关键词】电力系统 开关电源 不间断电源

一、电力电子技术的发展

1957年美国通用电气公司研制出了第一个晶闸管，标志着电力电子技术的诞生。而1958年以集成电路的诞生为标志的微电子技术带动了一系列高新技术产业的发展，标志着第一次电子技术革命的开始。现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子器件按照能被控制电路信号所控制的程度分为不可控器件、半控型器件和全控型器件。不可控器件主要指电力二极管、该二极管虽不可控，可因为结构简单，使用方便成本低，仍被广泛应用。半控型器件主要指晶闸管，由它所组成的电路灵活成熟、开关损耗小、开关时间短，在电源、通用逆变器、电机控制等电路中应用广泛。但驱动电流大、耐浪涌电流能力差、容易受二次击穿。以电子技术和微电子技术的发展为背景，全控型器件是在八十年代末期和九十年代初期发展起来了，主要有电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（电力MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）。其特点是集高频、高压和大电流于一身，是大型的功率半导体复合器件，全控型器件的诞生表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

二、现代电力电子的应用领域

（一）电力系统及节能方面

电力电子技术在电力系统领域中的应用着非常广泛和重要，在发电通过改变设备的运行特性为主要目的；而电子技术在高压输电领域的应用，极大的提高了电网运行的稳定性，被称为“硅片引起的第”；在配电领域，则通过电力电子装置来防止电网瞬间停电、瞬间电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，加强供电可靠性，改善供电质量。同时还通过减少无功损耗，提高功率指数，来达到节能的目的。在发达国家有60%以上的电能至少经过一次以上的电力电子变流装置进行处理。通过这种处理可以节约能源和提高用电设备的性能。直流输电在长距离、大容量输电中有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都使用晶闸管变流装置。

（二）交通运输

电子技术在铁路运输、船舶、航天、电动汽车等行业都有广泛的应用，称为新兴产业不可缺少的重要技术。新型环保绿色电动汽车与混合动力电动汽车都正在积极的发展中。汽车是靠汽油引擎的运行发展起来的一种机械，它排出大量的二氧化碳与其他废气，严重污染了环境。而绿色电动汽车的电机用蓄电池为能源，靠电力电子装置来进行电力变换与驱动控制，其蓄电池的充电也是离不开电力电子技术的。显然，未来电动汽车大有可能取代燃油汽车。。而在电气机车中的直流机车就是采用整流装置来供电的，而交流机车则采用变频装置来供电，都离不开电子技术的应用，直流折波器和铁道车辆、磁悬浮列车中的电力电子技术更是关键技术的应用实例。船舶、飞机也需要各种不同要求的电源，所以航海、航空都离不开电力电子技术。

（三）开关电源

首先高速发展的计算机技术在带领人类进入了信息社会的同时，也促进了电源技术的迅速发展。八十年代，计算机全面采用了开关电源，率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进入了电子、电器设备领域。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。高频开关电源（也称为开关型整流器SMR）通过MOSFET或IGBT的高频工作，开关频率一般控制在50-100kHz范围内，实现高效率和小型化。近几年，开关整流器的功率容量不断扩大，单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化，关键技术是高频化。由于开关电源轻、小、薄的特点，其应用日益广泛。现在开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

（四）不间断电源（UPS）

电子技术带给计算机领域的还有不间断电源技术。所谓不间断电源（UPS）是指计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流，一部分能量给蓄电池组充电，另一部分能量经逆变器变成交流，经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量，另一路备用电源通过电源转换开关来实现。目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速，已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。

三、总结

90年代以后，电子技术朝着大功率化、模块化、变频化和智能化发展。电化学专业、铁道电气车、钢铁工业、电力工业的迅速发展给电力电子器件提供了用武之地。通过电子技术和微电子技术的结合，促成了功率集成电路的诞生，最终促使了大量新结构、新材料器件等电子器件的诞生和发展，给工业、航天等带来了极大的帮助和便利，对节约能源、改造传统产业、发展新型产业作出了巨大的贡献。总而言之，电力电子因应用需求不断向前发展，新技术的出现又会使许多应用产品更新换代，还会开拓更多更新的应用领域。

参考文献：

[1]周明宝.电力电子技术[M].北京：机制工业出版社，1985.

[2]陈国呈，周勤利.变频技术研究[J].上海大学自动化学院学报，1995（6）：23-26.

[3]王正元.面向新世纪的电力电子技术电源技术应用，2001

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【关键词】电力电子技术；MATLAB；仿真

作者简介：赵娟（1982—），女，硕士，讲师，主要从事高职院校应用电子专业教育教学

前言

电力电子技术是电气控制等专业的一门基础性较强且与生产紧密联系的课程，主要研究各种电力电子器件，以及由电力电子器件所构成的各种电路或变流装置，以完成对电能的变换和控制。由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来一定的复杂性，学生在学习时觉得枯燥，对波形的变化难以理解，在很大程度上影响学习效果和学习兴趣。根据目前电力电子技术教学现状，本文介绍了利用MATLA仿真软件来完成对实际电路的仿真，实践证明，借助这种辅助教学手段，更好的帮助同学们对本课程理论知识的理解，同时有效的激发学生的学习兴趣。

1MATLAB简介

MATLAB是一种科学计算软件，SIMULINK是挂接在MATLAB环境上，以MATLAB的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。在SIMULINK环境下的电力系统模块库(SimPowerSystem)可以方便地进行RLC电路、电力电子电路、电机控制系统和电力系统的仿真。本文所介绍的电力电子电路的仿真就是在MATLAB／SIMULINK环境下，主要使用电力系统模块库和SIMULINK两个模块库进行。通过电力电子电路的仿真，不仅展示了MATLAB／SIMULINK的强大功能，而且有助于同学们学习仿真的方法和技巧，研究电路的原理和性能。

2仿真实例

整流电路是电力电子技术中出现最早的一种变换电路，广泛应用在直流电动机调速、电焊、电镀等场合。本文以晶闸管组成的单相桥式可控整流电路为例说明MATLAB／SIMULINK/SimPowerSystem工具箱的应用。单相桥式全控整流电路如图1所示。电路由交流电源、晶闸管、负载以及触发电路组成。改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。

2.1仿真建模

在MATLAB环境下，点击图标，点击菜单File，选择New，新建一个空白的仿真平台，在SimPowerSystem及相关的模型库下提取所需的模块放到仿真窗口，将电路元器件模块按单相桥式可控整流电路的原理图连接起来组成仿真电路。

2.2模型参数设置

设置模型参数是保证仿真准确和顺利的重要一步，双击各模块图标弹出参数设置对话框，根据参数要求设置。单相交流电源参数设置：幅度220V，频率50HZ，相位00。四个晶闸管参数设置：使用默认值。两路脉冲参数设置：pulse1周期0.02s，初始相位600（对应参数600/3600*0.02s），即0.003s，pulse2与pulse1相位互差1800，，即0.013s。负载RLC参数设置：电阻性负载时R为2Ω，L为0H，C为inf；电感性负载时R为2，L为0.01H，C为inf.

2.3模型仿真

参数设置完后，设置仿真时间，开始时间0，结束时间0.1s，选择ode23tb仿真算法，最大步长设为1e-3。观察在交流输出信号下，触发角为600时的输出直流电压和直流电流波形，如图3、图4所示。

3结束语

以上仿真结果中给出了α＝60°时带不出负载时输出直流电压和电流的波形图，实践证时，利用MATLAB仿真电力电子电路时，不需要再重新构建仿真模型图，只要对模块的参数稍作修改即可得到在不同的条件下（如控制角不同，负载不同）所对应的输出波形，操作灵活方便，便于激发学生的学习兴趣，提高学生的创新能力，是一种较为理想的实践教学软件。

参考文献

[1]林飞等主编.电力电子应用技术的MATLAB仿真[M].北京:中国电力出版社,2008.

[2]徐立娟主编.电力电子技术[M].北京:人民邮电出版社,2010.

[3]刘雨棣主编.电力电子技术及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.

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关键词：电力电子技术；变压器；应用

新世纪电力电子技术不断提升，尤其是微电子技术的革新，使得电力电子技术的世界日新月异，带动许多关键技术引领尖端科学技术的潮流。电力电子技术发展迅猛，应用能力广泛，与其他学科的交叉应用性强，是目前颇具焦点性的一个专业领域。

通过半导体器件、计算机科技、电路科技、控制智能科技等等平台构成电力电子技术，通过将近五十年时间的发展，其已经不断融入生活、工作的方方面面，在新世纪中伴随电力电子技术新的理论、实践应用发展，成为了关键性的技术。目前，电力电子技术相关的研究，在国际上仍处于较为初级的阶段，虽然为我们带来了巨大的便利，但其仍有许许多多方面的理论和实际应用有待人们的开发与研究，相信在不久的将来，电力电子技术将成为我们生活中不可或缺的一部分。

本文基于电力电子技术在变压器中的应用，通过其相关的理论与原理的阐述，设计电力电子变压器的仿真，致力于提升电力质量，实现电力电子变压器的优越性。

1 相关定义与原理

1.1 电力电子变压器定义

电力电子变压器，又叫做固态、柔性变压器，通过对目前在用的电力电子变压器进行结构研究，可以阐述为电力电子变压器是一种将带有电力特性的能量向另一种带有电力特性的能量进行转变的设备，而上述的两种能量具有不同的频率、相位等等特征。

1.2 电力电子变压器原理

电力电子变压器通过两种不同的功率变换器实现变频，属于交-交式的转化。它的工作原理主要是将一种电压，经过一定的转换器，变换为另一种交流的电压，利用高频电压进行耦合，经变换器转换为所需电压。其可以利用增强变压器的功率实现体积的缩小。运用目前的电力电子技术以及合理的工作技术，实现高频交流电的"制造"，再利用电压器进行电压的交互，实现工频交流电的"制造"，减少、减轻变压器的体积，如此往返，即为电力电子变压器的工作原理。

当前，因在用的基本所有电力系统相关器件，耐压性与输电系统方面都比较薄弱，因此电力电子变压器需要在配电领域进行一定的技术开发，相较于常规的电力变压器，配电系统的变压器其电源两侧的绕组将固定为一次侧，与高频电压器的绕组将固定为二次侧，它们之间由高频变压器作为载体进行联结，详见图1。

图1 配电用电力电子变压器基本原理

2 电力电子变压器电路类型分析

2.1 斩控式电力电子变压器

1995年，美国电科院首先研制出了电力电子变压器的斩控式样机，它选取了BUCK结构的电路，其简单实用，易于调节变压，但缺点是控制性不强，并不含有变频的功能，还不能进行电气隔离，以及无法对输入的电流与功率进行相关的抑制作用，所以，该斩控式电力电子变压器无法在输配电工作中发挥交大的作用。

2.2 交-交-交变换电力电子变压器

M・Kang（美国德州大学）在1999年，研制出一种新型交-交-交变换电力电子变压器，其由初、次两级功率进行交互变频变压器组成，通过两种功率的转换，连接功率器件，实现双向流动电能的作用。其优势为传送容量增加，体积相对小，缺点为相关器件繁复，结构复杂。

2.3 反激式电力电子变压器

反激式电力电子变压器结构简洁，装置器件较少，避免了较多的中介环节，因此比前面两种变压器结构有更大的进步。其优势为相关器件少，电感与电容组成电路，简化了电能质量不足的缺陷。但其开关反应能力偏大，很难在高电压环境下使用，还容易因漏感产生交稿的尖峰电压，对电压应力造成较大的压力，因此电磁相关的干扰颇为明显。

3 电力电子变技术在变压器中的仿真应用

3.1 电力电子变压器在改善电能质量中的应用

电能质量在国际上的基本既定为：运用电力相关设施设备无法进入工作，以及使得其出现问题的电流、电压或者频率等等误差，其基本内容以电压波动与闪变、频率偏移及短时供电中断等等内容为主，其次还有电压的偏差、电流波形的畸变以及三相电压不平衡等等问题，本文主要以前面两种为主要仿真目标进行研究。说明其常规变化与故障隔离等等作用，对电能质量进行一定的改善。

3.1.1 电压波动与闪变

在电压波动与闪变的问题中，由于电力系统的母线出现非整数倍的影响，假设PET一次侧的母线频率是10Hz，幅值为10%左右的和谐波，使得母线电压有异常的波动，具体的仿真结果图如图2所表示。

（1）PET输入相电压 （2）PET输出相电压

图2母线电压波动时的仿真结果

从图2可见，由于实验中有一定的间谐波影响，使得PET一次侧的母线电压有较大明显的波幅，而另外的二次侧电压未受到一定的影响，还是可以对负荷提供有效的供电，对母线电压闪变有交大的影响。

3.1.2 电压跌落及供电中断

本文所实验的仿真条件为0.2s（10周波）的持续时间，额定值为40%的跌幅，时间为0.3s-0.5s左右的跌落时间，电网电压跌落供电中断的特定问题。按照美国电力研究协会的报告指出，电压跌落幅值一般小于40%，具体的实验仿真图详见图3，在电网电压出现跌落的间隙，PET的相关数值仍然保持较为未定的状态，也就是其输出电压并未受到影响，保证一定的输出。

（1）PET输入相电压 （2）PET输出相电压

图3 电网电压跌落时仿真结果

根据上述的仿真实验图可得，电力电子不进可以操作电压器的转换与系统的隔离等等功能，还能对电能质量起到良好的控制作用。如图3（1）中显示，电网电压即使出现一定的闪变、不对称或者跌落，二次侧的输出电压仍然保持相对稳定的状态，进行可靠的供电功能。

3.2 电力电子变压器进行微电网孤岛应用研究

从上述的研究可得，如电压短时供电不足，或者出现一定的跌落，电力电子变压器的输出仍然处于稳定的状态，对于点电能的质量也能给予满足。通过对电能质量的影响研究，发现频率偏差，将大幅度的影响电能的质量，尤其是电网中出现可再生能源的时候。

近年来，我国对于可再生能源的重视可见一斑，不断的有新的可再生能源进入电网中，另外微电网、发电等科研技术广泛的得到发展，其在电网出现故障以及电能的质量无法达到用电需求的期间，能够运用孤岛方案，持续不间断的功能，对供电的安全性和可靠性提供了很大的保证，基本微电网结构图见图4。

图4 微电网的基本结构

由于微电网的容量不大，功率波动性大，使得其频率的控制偏繁复，尤其是主网和微电网分开以后，其功率的波动性就很大，稳定性不强，对于频率要求高、敏感性强的功能负荷带来比较严重的影响。

通过对可再生能源的研究，主要的一种能源即为风能，通过风能发电，在可再生能源的比例占据越来越高的比重。其中，风力发电机有风能和风机相关理论、异步发电机的参数以及电路设计等等问题，风力发电主要包含了双馈感应发电机、 普通异步发电机以及多极同步电机等等。

作为一种新型的、智能型的变压器，电力电子变压器运用相关器件以及高频交流变压器进行交互，充分展示了不同于传统型的电力变压器的工作效用和功能，最大限度的保持了下述三种优势：（1）给予较为稳定、安全的二次侧输出电压，不受负荷的影响，输出电压可控性强，稳定性强；（2）如一次侧电压有一定的故障、电压跌落、闪动、暂停等问题，也不会受太大的影响，恒定性强，保障性强；（3）不断吸收、发出武功，使得无功率处于电网中有较小的线损，降低成本。

时代不断进步，社会不断发展，不同的、新型的变压器层出不穷，要使得电能质量有一定的保障、电的负荷得到保障，尤其的配电系统的质量保障，是目前变压器相关研究中最为重要的问题。电力电子变压器在上述问题中均能得到较好的体现，解决了许多以前存在的问题，通过无功补偿、APF等等功能进行电能质量的调节。相信不久的将来，电力电子变压器将更加良好的运用于配电系统中，这将在很大程度上帮助调节电能质量，降低相关费用，取得良好的收益。

参考文献

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