目前应用的传统变压器的缺点越发明显,如体积相对较大,已经显现出将其应用在对空间大小要求较高的设备上的不足,空载损耗也较高,而且功能单一,当与电网相连时还会产生励磁涌流污染电网。随着电力电子技术的飞速发展,电力电子变压器PET(Power Electronic Transformer)应运而生,其作为智能电网的重要支撑设备,具有传统变压器所不具有的独特优势,因此其拥有良好的发展优势。电力电子变压器不仅具有传统变压器电压变换和能量传递的功能,还具有可以对变压器原、副边电压幅值与相位进行有效控制的功能,而且可以和各种交、直流分布式电源互联,符合未来电网建设需求,因此,有必要对其展开深入研究。鉴此,本文将围绕保证输入环节高压交流侧输入电压、电流同相位,单位功率因数运行,提高输出环节低压交流侧输出电压、电流稳定性和响应速度来设计整体实现方案,并建立合理有效的控制策略的方向进行研究。首先,对电力电子变压器的背景意义、研究现状进行了详细综述,深入分析其基本工作原理,对目前几种具有代表性的典型电力电子变压器拓扑结构进行分析比较,并建立电压源变换器和电力电子变压器的通用等效数学模型。其次,分别对电力电子变压器的输入环节、隔离环节、输出环节进行数学建模,并对各个环节的控制方法进行详细分析,对输入环节建立电压、电流控制策略;对输出环节所采用的虚拟同步发电机控制技术作了深入探讨,对虚拟同步发电机控制技术研究现状进行综述,搭建了同步发电机数学模型,建立了基于虚拟同步发电机技术的外环有功-频率及无功-电压的外环控制、内环电压、电流控制的双环控制策略。最后,在MATLAB/Simulink仿真环境搭建电力电子变压器系统的仿真模型,对阻感性负载的稳态环境和负载突变的动态环境两种情况进行仿真分析,针对网侧输入电压、电流的相位、功率因数,输出环节输出电压、电流的稳定性、响应速度、谐波含量、功率因数等结果进行分析,验证了本文所设计的电力电子变压器整体方案的合理性及建立的控制策略有效性。本文的研究工作意在提升电力电子变压器输出环节低压交流侧抗负载扰动能力,以解决变压器在实际应用中的交流供电可靠性,可为发展电力电子变压器的关键技术提供有价值的参考依据。