电力电子变压器(Power electronic transformer,PET)是结合了电力变换技术和中高频变压器实现交-交变换的电力电子装置。电力电子变压器不仅具有常规变压器的功能,还具有效率高、重量轻、输出电压可调等优点,这些特征使得电力电子变压器替代传统工频牵引变压器变为可能。本文以级联型电力电子变压器为对象,研究了电力电子变压器与牵引网交互而产生的谐振现象,并设计了 LCL前端滤波器,分析了 LCL滤波器对谐波谐振特性的影响。首先,针对PET的前级和中间级进行建模,分析前级变换器的拓扑结构和工作原理,推导了基于LCL前端滤波的级联H桥整流器的数学模型,通过图解的方式得到适合于电力电子变压器用的LCL滤波器设计方法;研究了 LLC谐振全桥DC-DC变换器的不调压形式,分析其工作过程以及直流增益特性,在此基础上,合理设计谐振网络参数。其次,介绍了多电平调制方法,阐述了直流侧电压不平衡机理,采用基于电压跟随的电压平衡控制策略,计算了 LCL滤波器的参数并设计了阻尼控制方法;另外,根据直流增益特性,在Saber中对LLC谐振全桥进行仿真,仿真结果表明原边实现ZVS和副边实现ZCS。最后,分析了谐波谐振机理,给出了牵引供电系统的建模方法,选取了牵引供电系统的典型参数,在Simulink中建立了"牵引网-电力电子变压器"联合仿真模型,模拟了谐波谐振现象,对LCL滤波器的滤波特性和谐振抑制特性进行研究,并与L型滤波器进行对比。仿真结果表明,本文所设计的LCL前端滤波器能显著地衰减网侧电压中的谐波分量,不会激励牵引网谐振,为电力电子变压器并网时前端滤波器的设计提供参考。