电力电子变压器及其发展综述_潘诗锋
中国配电变压器的历史回顾与发展趋势
中国配电变压器的历史回顾与发展趋势1.引言1.1 概述随着中国电力行业的快速发展，配电变压器作为电力系统中不可或缺的重要组成部分，起着将高压电能变成适用于用户使用的低压电能的关键作用。
配电变压器不仅在电力系统中起到了稳定电力供应的重要作用，而且在能源节约和环境保护方面也具有巨大潜力。
本文旨在回顾中国配电变压器的历史发展，并展望未来的发展趋势。
通过对配电变压器起源与发展历程的探讨，我们能够更好地了解其技术演进与应用场景，以及当前中国配电变压器面临的现状与挑战。
在配电变压器的起源与发展历程中，我们将探讨其起源于电力系统建设的初期，并经历了多次技术革新与更新换代的过程。
从最初的油浸式变压器到现代的干式变压器和无油变压器，一系列的技术创新推动了配电变压器的性能提升与应用拓展。
同时，我们也将探讨配电变压器的技术演进与应用场景。
随着电力系统的规模不断扩大，配电变压器在城市建设、工业生产、农村电网等领域发挥着重要作用。
新技术的应用，如数字化、智能化等，使得配电变压器能够更好地适应不同环境和需求，提高电网的稳定性和安全性。
然而，当前中国配电变压器也面临着一些挑战。
城市化进程中的电力需求快速增长，给电网设备带来了巨大压力；旧有配电变压器设备老化、能效低下也需要及时更新换代；如何有效提高配电变压器的运维管理和故障检修也是一个亟待解决的问题。
为了进一步推动中国配电变压器的发展，我们需要关注未来的发展趋势。
随着能源技术的进步和能源结构的调整，配电变压器将朝着节能、环保、智能化的方向发展。
新材料、新工艺的应用将提高配电变压器的效率和可靠性；智能化的监控与管理系统将实现对配电变压器的远程监控和故障预警。
总之，本文将通过对中国配电变压器的历史回顾与发展趋势的探讨，希望能够更好地了解其在电力系统中的作用和发展前景，并为推动我国电力行业的可持续发展提供有益的参考。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述中国配电变压器的历史回顾与发展趋势：第一部分：引言- 1.1 概述：对配电变压器的定义和作用进行简要介绍，说明其在电力系统中的重要性和应用范围。
电力电子变压器理论研究综述
ｔｅ ｄｏｆ ｗｅ ｌｃｒ ｎｉ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒ． ｒｎ ｐｏ ｒｅｅ ｔｏ ｃｔａ ｓ ｏ ｍｅ ｓ
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｗ ｅ ｌ ｃ ｒ ｎ ｃ ｔａ ｓ ｏ ｍ ｅ ； ｏ ｒｅ ｅ ｔ ｏ ｉ ｅ ｈ ｌ ｙ ｕ ｌ ｙ ｏｆ ｗｅ ｕ ｐ ｙ ｙｗｏ ｄ ： ｏ ｒｅ ｅ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒ ｐ ｗｅ ｌ ｃ ｒ ｎ ｃｔ ｃ ｎｏ ｏｇ ；ｑ ａ ｉ ｔ ｐｏ ｒ ｓ ｐ ｌ
ｇ ．Ｖｉ ｎ ｌｓｓｔ ｈｅｒ ｌｖ ｎ ｈ ｏ ｙ ａ ｔ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｏ ｒｅ ｅ ｔｏ ｃｔ ｃ ｎｏｏｇ ｎ ｐ ｗｅ ｌｃｒ ｉ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒｆｅｄ ｈｉ Ｙ ａ ａ ａｙ ｉ ｏ ｔ ｅｅ ａ ｔｔ ｅ ｒ ｎｄ ｉ ａ ｐｌ ｔｏ ｆｐ ｗｅ ｌｃｒ ｎｉ ｅ ｈ ｌ ｙ ｉ ｏ ｒｅｅ ｔｏｎｃ ｔａ ｓｏ ｍｅ ｌ，ｔ ｓ ｓ ｃ ｉ
控式 电力 电子变 压器 、交 一 一 型 电力 电子变 压器 、反激 型 电力 电子 变压 器、双 Ｐ Ｍ变 换型 电力 电 交 交 Ｗ
子变压 器几种 典型 的设计 构想进行 了梳理 ，并且给 出了相应 的主 电路 拓扑 。通 过分析 电力 电子技术在 电力 电子变 压器研 究领域 的相关理 论及其 应用 ，阐述各 种拓 扑的优缺 点 ，并给 出了主要的研 究方 向和
发展趋 势 。 关 键 词 ： 电力 电子 变 压 器 ； 电力 电子 技 术 ； 电能 质 量
中图分类号：Ｔ ４ １ １ Ｍ ０ ．
文献标识 码：Ａ
文章编号：
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｓｕｍ ｍ ａ ｙ ０ ｗｅ ｅ ｔ ｏ ｉ ａ ｆ ｒ ｅ ｓａ ｃ ｒ ｆＰ０ ｒＥｌｃ ｒ ｎ ｃＴｒ ｎｓｌ ｍ ｒＴｈｅ ｒ ０ ｏｙ
电力电子变压器的应用现状及发展前景
图３ａ由２４个开关管、二极管和高频变压器组成，电路复 杂，损耗较大。另外，为了避免两相之间有短时短路，其控 制策略也较复杂。虽然有一种四步开关控制策略能够避免相 间短路的出现，但算法较复杂。
图 ３ｂ所示的主电路由３ 个输入电感、三相ＰＷＭ变换器、 桥式逆变器、高频变压器、桥式整流器、三相逆变器及２个直 流电容组成。其工作原理为：工频交流电经过三相ＰＷＭ变换 器变换为直流，直流电压经过桥式逆变器变换为高频交流电 压输入到变压器一次，然后耦合到高频变压器二次侧、经过 一个全桥整流器变为直流电压，再通过三相逆变器输出三相 交流电压。这种结构的电力电子变压器与图３ａ所示的主电路 相比减少了４个功率管，可实现交流侧功率因数为１的控制， 但经过的变换环节太多，损耗较大。
（收稿日期：２００６．０４．２０）
120 ｜ 电气时代 ２００６ 年第７ 期
近年来，随着大功率电力电子元器件及其控制技术的发 展，一种通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换 和能量传递的新型变压器——电力电子变压器ＰＥＴ（Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）得到了越来越多的关注，作为一种新型 的能量转换设备，与传统的变压器相比，电力电子变压器具 有体积小，重量轻，空载损耗小，不需要绝缘油等优点。它 是集电力电子、电力系统、计算机、数字信号处理以及自动 控制理论等领域为一体的电力系统前沿研究课题，通过电力 电子器件和电力电子变流技术，对能量进行转换与控制，以 替代传统的电力变压器，它具备解决电力系统中许多新课题 的潜力，应用前景广阔。其突出优点为：
输入
高频
高频
输出
（工频交流） 电力电子 信号 高频 信号 电力电子 （工频交流）
中国变压器发展历史概述
中国变压器发展历史概述中国变压器发展历史概述引言：变压器是电力传输和配电系统中不可或缺的设备，它的出现和发展为电力产业的进步和发展做出了巨大的贡献。
本文将对中国变压器的发展历史进行概述，从早期的简单变压器到现代化高技术水平的变压器制造业，探讨中国在这一领域的成就和进展。
第一部分：早期的简单变压器早期，中国电力产业的发展相对较慢。
20世纪初，大部分的电力系统还只是简单的局部供电网络，变压器的使用也相对有限。
然而，随着中国工业的迅速发展，对电力的需求急剧增加，也催生了变压器技术的进步和发展。
最早期的变压器是基于简单的原理设计的，主要用于电力的传输和分配。
这些变压器通常由铁芯和线圈组成，通过变换电流的电压来实现对电力的传输和转换。
然而，由于当时的技术水平和材料限制，这些早期的变压器存在着体积庞大、效率低下和损耗大的问题。
第二部分：现代化的变压器制造业的发展随着技术的不断进步，中国的变压器制造业逐渐实现了现代化的发展。
首先，材料和制造工艺的改进使得变压器的体积和重量得到了显著减小。
新材料的应用和高效的线圈设计使得变压器的效率得到了大幅提高，降低了能源损耗，节约了电力资源。
其次，先进的技术和生产设备的引入，使得中国的变压器制造业能够生产高品质的变压器产品。
自动化生产线和质量控制系统确保了产品的一致性和可靠性。
中国的变压器制造企业还注重研发和创新，不断推出符合市场需求的新产品和解决方案。
第三部分：中国变压器行业的国际竞争力如今，中国的变压器制造业已经成为全球范围内领先的产业之一。
中国的变压器制造企业在技术水平、生产能力和产品质量上都取得了巨大的进步。
首先，中国的变压器制造企业凭借先进的技术和经验积累，设计和生产出了一系列高性能、高可靠的变压器产品。
这些产品具有较高的效率、较低的能耗和较长的使用寿命，得到了国内外市场的广泛认可。
其次，中国的变压器制造企业通过不断提升自身的竞争力，成功进军国际市场。
它们与国际大型能源公司合作，参与国际电力项目，并成功竞标了多个国际项目。
干式变压器现状及其未来发展趋势综述
干式变压器现状及其未来发展趋势综述干式变压器在世界范围内得到迅速发展，时间要追朔到20世纪中后期，至今只有半个世纪。
随着我国现代化建设的发展，城乡电网负荷不断增加。
上世纪90年代干式变压器在我国得以广泛应用。
随着城乡电网建设和改造、西部大开发的步伐加快、北京申办2008年奥运会的成功，长江三峡水利工程开始发电，干式变压器面临着新的发展机遇，其产销量必将有新的飞跃。
近来，有关干式变压器的现状及其发展趋势的文章见诸各报刊，这些对技术、工艺的研究讨论对于干式变压器的发展是十分有益的。
借此，我们也谈谈一些看法。
1、我国干式变压器的现状20世纪80年代末，干式变压器从国外进入中国。
至今每年以超过20%的增长率迅猛发展。
2002年全国产销量约18,000MVA，成为世界上干变不销量最大的国家之一。
据有关部门不完全统计，全国干式变压器生产厂有50多家，但其发展很不平衡：产销量排前五名的厂，约占全国总产销量的62%，前十名厂约占全国总产销量的80%；年产量在100MVA以上的厂有21家（面对如此激烈的市场竞争，年产量在100MVA以下的厂，求得生存和发展是极其艰难的）。
目前，全球产销量第一的厂商为顺德特种变压器厂，从全球范围看，我国的干式变压器生产技术和生产工艺已经达到世界领先水平，并且拥有自主的知识产权，具有很强的竞争力。
2002年产销量已超4,200MVA，加入WTO之后，随着开放程度的进一步提高，这一领域出现了更为广阔的市场空间。
下面介绍我国干变在节能降噪、向多领域多用途发展、智能化等方面赶超世界先进水平的概况。
1.1 损耗干式变压器的革新，主要集中在节能、环保、性能参数的优化等方面。
特别是在变压器的损耗及声级水平这些世界性课题的研究上，我国已经取得诸多可喜的成绩。
为了降低损耗，采取了一系列措施，如：选购优质低耗的晶粒取向冷轧硅钢片，先进的硅钢片剪切线，阶梯步进铁心接缝，合理的铁心、线圈结构，不迭上轭等先进工艺以及计算机三维优化设计等，使其新系列产品损耗值达到世界先进水平：SC（B）10新系列比现行国标《干式变压器技术参数和要求》（GB/T10228）空载损耗P0下降33%，负载损耗平均下降15%，总损耗平均下降约19%。
探析变压器产业及技术现状和发展趋势
探析变压器产业及技术现状和发展趋势标题：变压器产业的现状、技术发展及趋势分析
1.引言
变压器作为电力系统中的重要组成部分，其作用是将电能在不同电压之间进行转换。
随着电力工业的不断发展，变压器产品不仅在电力系统中得到广泛应用，也逐渐涉足其他行业，如石油、化工、冶金等。
本章将介绍变压器产业的背景和基本原理。
2.变压器市场的现状和趋势
本章将分析变压器产业链的结构和现状，介绍变压器市场的规模和竞争格局，并预测未来变压器市场的发展趋势。
2.1变压器产业链结构
2.2变压器市场规模和竞争格局
2.3变压器市场的发展趋势
3.变压器技术的发展
本章将从技术角度探讨变压器的发展趋势，并重点介绍高性能和节能变压器技术的创新方向。
3.1高性能变压器技术
3.2节能变压器技术
3.3智能变压器的应用前景
4.未来变压器产业的展望
通过对变压器产业的现状和技术发展进行分析，本章将展望未来变压器产业的发展趋势，并提出一些建议。
4.1变压器产业的发展趋势
4.2变压器技术的改进方向
4.3建议与展望
结论：本文综合分析了变压器产业的现状和技术发展，提出了未来变压器产业的发展趋势和可能的改进方向。
变压器作为电力系统中必不可少的组成部分，在电力工业和其他行业中具有着广泛的应用前景。
通过技术创新和市场拓展，变压器产业有望实现更大的发展和进步。
电力变压器行业现状及发展趋势
电力变压器行业现状及发展趋势摘要：自改革开放以来，我国社会和经济的发展越来越快，我国电力工业规模也迅速壮大起来，电力变压器的使用也快速增长。
在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量传输转换的关键，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的基础，是电网中最关键的设备。
基于此，本文主要阐述了变压器行业发展现状、电力变压器发展趋势、加强变压器日常运行管理方面的策略，以供参考。
关键词：电力变压器；现状；趋势；策略电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一，其性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。
自改革开放以来，为满足我国电力工业的发展建设需要，电力变压器行业得到了较快发展。
一、变压器行业发展现状1.1原材料价格波动较大众所周知，变压器生产的主要原材料为硅钢片、电磁线、变压器油等，近年来这些原材料价格持续暴涨，导致产品成本激增。
在产品售价受调控，不能合理提价的情况下，企业的生存、行业的发展必将受到严重威胁。
1.2缺乏有力监管国家质检总局公布的2012年第三季度监督抽查结果显示，在全国12个省、直辖市29家企业生产的29种电力变压器产品中，发现有6种产品不符合相关标准的要求，合格率80%。
这一结果基本上体现了目前国内电力变压器行业的质量水准。
国家电网、南方电网都已有计划淘汰在网运行的落后变压器，逐渐增强监督检查力度。
而终端用户采购方面却缺乏有效的指导和监督，终端用户注重成本投入，如采购S9等低价高损耗变压器，而这一部分也占了电力用户增长的很大部分。
这将造成了电力系统内的资源严重浪费。
1.3行业集中度低，总体技术水平不高变压器市场容量较大，但是由于技术壁垒较低，生产厂家众多，且企业规模小，导致行业集中度低。
目前，我国有能力生产500kV级变压器的企业15家以上，主要包括特变电工、西电变压器、保定天威变压器、ABB、阿海珐等企业，其中国产自行独立生产技术水平较先进国家相比还有一定差距，总体技术水平还有待提高；而国内能生产220kV级变压器的企业超过30家；能生产110kV级变压器的企业120家以上；生产干式变压器企业约有120家；生产箱变企业有800~1000家。
电力电子变压器及其发展综述_潘诗锋
#科普园地#电力电子变压器及其发展综述Summary of Development of Power Electronic Transformer潘诗锋,赵剑锋(东南大学电气系,江苏南京210096)摘要:介绍了电力电子变压器的优点、工作原理、目前研究状况。
指出了用电力电子变压器解决电能质量问题是今后的发展趋势,拓宽了电力电子变压器的应用场合,使得其不但可以使用在对能量转换装置的体积、重量有特殊要求的场合,如航海、航空、航天等领域,还可以为电能质量敏感负荷供电。
它是建设/绿色电网0/数字电网0的关键设备之一,对其进行研制和使用可取得巨大的经济和社会效益。
关键词:电力电子变压器;电能质量;绿色电网;数字电网中图分类号:TM41文献标识码:E文章编号:1009-0665(2003)06-0052-03收稿日期: 2003-06-28传统的电力变压器具有制作工艺简单、可靠性高等优点,在电网中得到广泛应用。
但是,它的缺点也十分明显,如体积、重量、空载损耗大;过载时易导致输出电压下降、产生谐波;负载侧发生故障时,不能隔离故障,从而导致故障扩大;带非线性负荷时,畸变电流通过变压器耦合进入电网,造成对电网的污染;电源侧电压受到干扰时,又会传递到负载侧,导致对敏感负荷的影响;使用绝缘油造成环境污染;需要配套的保护设备对其进行保护[1]。
作为一种新型的能量转换设备,与传统的变压器相比,电力电子变压器具有体积小、重量轻、空载损耗小、不需要绝缘油等优点。
它是集电力电子、电力系统、计算机、数字信号处理以及自动控制理论等领域为一体的电力系统前沿研究课题,通过电力电子器件和电力电子变流技术,对能量进行转换与控制,以替代传统的电力变压器。
研究电力电子变压器的初衷是为了降低传统变压器的体积和重量。
因为,变压器的体积和重量与它的运行频率成反比,借助于电力电子技术提高其变换频率,就可减小体积和重量。
美国海军于20世纪70年代末至80年代初,首先对其进行了研究[2],美国电科院于1995年也进行了相关研究[3]。
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#科普园地#电力电子变压器及其发展综述Summary of Development of Power Electronic Transformer潘诗锋,赵剑锋(东南大学电气系,江苏南京210096)摘要:介绍了电力电子变压器的优点、工作原理、目前研究状况。
指出了用电力电子变压器解决电能质量问题是今后的发展趋势,拓宽了电力电子变压器的应用场合,使得其不但可以使用在对能量转换装置的体积、重量有特殊要求的场合,如航海、航空、航天等领域,还可以为电能质量敏感负荷供电。
它是建设/绿色电网0/数字电网0的关键设备之一,对其进行研制和使用可取得巨大的经济和社会效益。
关键词:电力电子变压器;电能质量;绿色电网;数字电网中图分类号:TM41文献标识码:E文章编号:1009-0665(2003)06-0052-03收稿日期: 2003-06-28传统的电力变压器具有制作工艺简单、可靠性高等优点,在电网中得到广泛应用。
但是,它的缺点也十分明显,如体积、重量、空载损耗大;过载时易导致输出电压下降、产生谐波;负载侧发生故障时,不能隔离故障,从而导致故障扩大;带非线性负荷时,畸变电流通过变压器耦合进入电网,造成对电网的污染;电源侧电压受到干扰时,又会传递到负载侧,导致对敏感负荷的影响;使用绝缘油造成环境污染;需要配套的保护设备对其进行保护[1]。
作为一种新型的能量转换设备,与传统的变压器相比,电力电子变压器具有体积小、重量轻、空载损耗小、不需要绝缘油等优点。
它是集电力电子、电力系统、计算机、数字信号处理以及自动控制理论等领域为一体的电力系统前沿研究课题,通过电力电子器件和电力电子变流技术,对能量进行转换与控制,以替代传统的电力变压器。
研究电力电子变压器的初衷是为了降低传统变压器的体积和重量。
因为,变压器的体积和重量与它的运行频率成反比,借助于电力电子技术提高其变换频率,就可减小体积和重量。
美国海军于20世纪70年代末至80年代初,首先对其进行了研究[2],美国电科院于1995年也进行了相关研究[3]。
以上2个项目研究,试验样机都不实用,因为它们采用的是降压型变换器(Buck),不能很好地抑制输入的谐波电流,而且变压器输入和输出是不隔离的[1]。
20世纪90年代末,美国密苏里大学在ABB和爱默生公司资助下对电力电子变压器进行了研究,完成了10 kV A,7 200 V/240 V的实验样机,但仅实现了基本的电压变换功能和对输入的功率因数控制。
另外,设计时为减小对开关器件的应力,输入采用多个变流器串联工作,使系统的可靠性大大降低,当其中任意一个器件出现故障都会导致工作异常。
美国威斯康星)麦迪逊大学与ABB公司合作,德克萨斯农机大学也于20世纪90年代末对电力电子变压器进行了研究[4,5],但以上工作只对其电压变换的功能进行了分析和研究。
目前,国际上对电力电子变压器的研究处于初级阶段,还有许多相关的理论和实际问题需要研究。
要达到实用化,功能上还需进一步完善。
国内还未见到进行相关研究的报道。
1 工作原理电力电子变压器主要由初、次级功率变换器以及联系二者之间的高频变压器组成。
从电力电子变压器的输入输出特性看,相当于交/交变换。
其基本工作原理为输入的工频电压经过原边变换器调制为高频交流电压,通过高频变压器耦合至副边,再通过副边的功率变换器将其转换为所要求的电压。
图1为单相电力电子变压器原理示意。
图1中所有的开关都为双向开关,即由两个IGBT和二极管相对连接,可以使电流双向流动。
原边开关SW1、SW2、SW3、SW4和副边开关SW1c、SW2c、SW3c、SW4c分别工作在同步状态。
在高频变压器原边换流开关SW1、SW2、SW3和SW4的交替导通下,工频交流电被调制成高频电压,该高频电压经过变压器耦合到副边,再经过副边换流开关SW1c和SW2c以及SW3c和SW4c交替导通换流之后,还原成工频的交流电。
图2为高频变压器原边的电压仿真波形。
3 研究现状目前,国际上对电力电子变压器的研究总体上处于起步阶段,已有的文献报道也仅仅完成了小功率的实验样机[1~5]。
图3为目前文献中出现的几种电力电子变压器主电路结构。
52 2003年11月江苏电机工程Jiangsu Electrical Engineering 第22卷第6期图1 单相电力电子变压器原理示意图2 高频变压器原边电压波形图3(a)由24个开关管、二极管和高频变压器组成,电路复杂、损耗较大。
另外,为了避免两相之间有短时短路,其控制策略也较复杂。
文献[5]中提出的一种四步开关控制策略能够避免相间短路的出现,但算法较复杂。
图3(b)所示的主电路由3个输入电感、三相PWM变换器、桥式逆变器、高频变压器、桥式整流器、三相逆变器及2个直流电容组成。
其工作原理为:工频交流电经过三相PWM变换器变换为直流,直流电压经过桥式逆变器变换为高频交流电压输入到变压器原边,然后耦合到高频变压器副边、经过一个全桥整流器变为直流电压、再通过三相逆变器输出三相交流电压。
这种结构的电力电子变压器与图3(a)所示的主电路相比减少了4个功率管,可实现交流侧功率因数为1的控制,但经过的变换环节太多,损耗较大。
图3(c)为采用反激型变换器的电力电子变压器。
该结构设计的出发点是基于ac-ac直接变换的思想,避免过多的中间阶段,使结构简化,从图中也可看出,整个装置的开关器件只有6个,大大少于前面两种结构。
其开关控制采用PWM控制策略,当工作于一定的占空比D时,输出电压和输入电压的关系式为:Vo=D1-DVi(1)其工作原理为:当开关断开时,电源对电感和电容充电,能量存储于电感和电容中;当开关导通时,电感向变压器原边绕组放电,能量高度耦合到副边绕组,对副边电容充电,同时对负载供电;当开关断开时,副边的电容也继续对负载供电。
该电路的另一个特点是电源侧的电感和电容组成了LC滤波器,适当的设计可以滤除电源侧的电压谐波,能在一定程度上解决电能质量的问题。
但是这种结构不能用于大功率的场合。
图3 电力电子变压器主电路结构示意4 发展趋势及关键问题对电力电子变压器进行研究的一个重要趋势是通过电力电子变压器解决电能质量问题,即电力电子变压器既具备传统变压器的功能,如电能传输、隔离、变换等,又具有抑制谐波双向流动、防止负载侧出现故障影响电源电压、输出电压可以有直流分量、消除电压跌落、升高,以及过电压、欠电压等电源侧电压的干扰对53潘诗锋等:电力电子变压器及其发展综述负荷的影响,对各种电量进行监测、显示、分析处理来判断各种异常情况对其自身和系统进行保护,并给出报警信号和故障类型等优点。
目前,电能质量问题造成的经济损失巨大,据估计每一次电能质量问题使生产流水线中断或重新启动可能造成平均30万~100万美元的损失[6]。
美国每年由于电能质量问题造成200亿美元的损失[7]。
然而,系统即使按最大可靠性设计也无法避免电能质量问题的发生。
采用电力电子变压器来解决电能质量问题有最佳的性能价格比。
因为,其他任何一种方法除了需要补偿设备外,还要配备与负荷等容量的传统变压器和相应的保护设备。
相当于把传统变压器及其配套的监测、保护设备和配电型静止同步补偿器、动态电压恢复器、电力有源滤波器、综合电能质量调节器等电能质量补偿装置的功能合二为一,可大大降低成本。
目前,基于/用户电力技术0的补偿设备还没有得到广泛地应用,其主要原因就是成本问题,而使用电力电子变压器,可有效地解决这对矛盾。
使得电力电子变压器不但可以使用在对能量转换装置的体积、重量有特殊要求的场合,如航海、航空、航天等领域,也可为电能质量敏感负荷供电,如造纸厂、纺织厂、挤塑机、生产精密机械的汽车零件制造、大型泵体锻造企业以及半导体制造业、银行、电信、军事、医疗、化工领域等。
针对以上发展趋势,需要对以下两方面深入研究:(1)对适合于电力电子变压器的各种电路拓扑进行深入研究。
因为,为了使电力电子变压器早日应用,应当从提高可靠性、降低损耗着手。
而目前所使用的电路结构复杂、可靠性低、损耗大。
(2)对电力电子变压器控制策略加以研究,得出能同时完成能量转换和解决电能质量的问题功能的控制策略,即如何将电能传输、隔离、变换、保护和改善电能质量问题的功能合而为一。
5 结论及展望电力电子变压器具有广阔的使用前景,一方面,可以使用在对能量转换装置的体积、重量有特殊要求的场合,如航海、航空、航天等领域;另一方面,可以为电能质量敏感负荷供电,如造纸厂、纺织厂、挤塑机、生产精密机械的汽车零件制造、大型泵体锻造企业以及半导体制造业、银行、电信、军事、医疗、化工领域等。
因此,电力电子变压器是建设/绿色电网0/数字电网0的关键设备之一,对其进行研制和使用可以取得巨大的经济和社会效益。
正如开关电源已受到广泛应用一样,随着技术的成熟,电力电子器件性能的提高、成本的降低,在5~10年内电力电子变压器必将在多个领域内得到极为广泛的应用。
参考文献:[1] Ronan E R,Sudhoff S D,Glover S F,Galloway D L.Application of Power Electronics to the Distribution Transformer[J].IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition,2000,(2):861-867. [2] Brooks J L.Solid State Transformer Concept Development[M]. Naval Material Command,civil Engineering Laboratory,Naval con- struction Battalion Ctr.,Port Hueneme,CA,1980[3] EPRI TR-105067.Proof of the Principle of the Solid-State Trans- former the AC/AC Switch Mode Regulator[M].San Jose State Un-i versity,prepared for Electrical Power Research Institute,Final Re- port,Aug.1995.[4] Manjrekar M D,Kieferndorf R,V enkataramanan G.Power Electronic Transformers for Utility Applications[J].IEEE Industry ApplicationsConference,2000,(4):2496-2502.[5] Moonshilk Kang,Prasad N Enjeti,Ira J Pitel.Analysis and design ofElectronic Transformers for Electric Power Distribution System[J].IEEE Transactions on Power Electronics,1999,(14):1133-1141.[6] Zbigniew Wolanski,Boon Teck Ooi.Conceptual Study of a ShuntPower Quality Compensator[J].IEEE Transactions on Power Deliv-ery,1996,(11):1059-1064.[7] Brumsickle W E,Schneider R S,Luckjiff G A,Divan D M,Mc-Granaghan,M F,Dynamic Sag Correctors:Cost-Effective IndustrialPower Line Conditioning[J].IEEE Transactions on Industry Appl-ications,Jan/Feb,2001,(371):212-217.作者简介:潘诗锋(1980-),男,江苏南京人,硕士研究生,主要从事电力电子技术在电力系统中的应用的研究;赵剑锋(1972-),男,浙江临海人,副教授,博士,主要从事电力电子技术在电力系统中的应用和电能质量问题的研究。