电力电子变压器(Power Electronic Transformer,PET)又称固态变压器,是一种通过电力电子变换技术和电力电子器件来实现电力系统中电压等级变换和能量传递的新型智能电气设备。电力电子变换技术是依托电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,电力电子变压器是将其中的整流、逆变技术以及DAB变换技术相结合,实现自身功能。电力电子变压器相较与普通变压器,具有体积小,重量轻的优点;此外,通过对各级控制环节参数的合理设计,又能够实现对输入级、输出级电压电流和功率的控制。同时电力电子变压器又拥有直流网络接口,既可以满足直流负荷供电需求以及整合各种分布式电源,实现电网的统一调度,又能够提高整个电力网系统的可靠性和稳定性。文章首先分析了模块化电力电子变压器输入级-单相PWM整流桥、中间级-隔离型双向DC-DC变换器和输出级-模块化逆变器的工作原理、拓扑结构及各级工作开关模态。然后,介绍输入级-单相PWM整流桥的电压外环电流内环的解耦控制和中间级-隔离型双向DC-DC的移相角控制策略。对于PET输入级和隔离级已有大量文献研究,故本文把研究重点放在非理想负荷时电力电子变压器输出级的相关控制策略上。电网中存在着大量的非线性及不平衡负载,对目前的电力电子变压器输出级输出的电能质量造成严重影响,这对于电能质量要求较高的用户来说是不可接受的。文章详细地分析非线性负载和不平衡负载对PET输出级电能质量的不利影响,在总结前人研究工作的基础上,提出了本文PET输出级控制策略。使得电力电子变压器能够在非线性及不平衡等复杂负荷工况下输出三相对称电压。本文输出级以主从控制作为研究对象,在不改变主逆变器控制策略的基础上,增加了从逆变器的谐波电流和负序电流的跟踪补偿功能。当负荷呈非线性时,将电网系统中含量较高的电流谐波分量进行提取后跟踪补偿,以实现改善PET输出级电压质量的目的。对于不平衡负荷,PET输出级-主逆变器采用三相四桥臂拓扑结构,从逆变器跟踪补偿负载电流的负序分量,保证输出三相平衡电压。通过仿真和实验进一步验证了本文电力电子变压器输出级控制策略的有效性。最后将研制的10kV/0.38kV工程样机接入电网中进行实验,通过不同工况下的实验结果和数据来验证所提控制策略的可行性。