电力电子变压器(Power Electronic Transformer,PET)是一种由电力电子变换器和高频变压器组合,具备能量传输、电能变换、电气隔离等功能的新型智能变压器。得益于其多端口、灵活可控、高兼容性等特点,电力电子变压器广泛应用到微网,成为未来智能电网发展中非常重要的电力装置。在微网中,电力电子变压器常常面临着负载不平衡的问题,负载不平衡对电力电子变压器的稳定运行和电能质量都会造成严重的影响。本文以电力电子变压器为研究对象,主要对负载不平衡工况下的控制策略展开研究,具体研究内容如下:(1)确定了本文研究的电力电子变压器拓扑,采用输入级模块化多电平变流器、隔离级双有源主动桥变换器、输出级三相四桥臂变流器的三级级联结构。对电力电子变压器的各级建立数学模型并阐述其基本原理,研究正常工况下各级的基本控制策略,保证电力电子变压器系统在正常工况下的稳定运行。(2)针对负载不平衡工况,研究系统中二倍频脉动功率的产生机理,分析了系统的功率流动以及二倍频功率对隔离级双有源桥变换器造成的影响。利用二倍频脉动功率幅值与移相角的关系,将双有源桥直流变换器中的非线性环节进行线性化建模,并建立其小信号模型,根据小信号模型在传统控制策略直流环节上增加交流环节,利用PR控制器控制移相角实现双有源桥直流变换器按任意比例传输系统中的二倍频脉动功率。(3)建立双有源桥直流变换器改进控制策略下的线性化小信号模型,在理论上通过推导传递函数验证改进控制策略的有效性。改进控制策略能够精确的分配电力电子变压器中压直流侧和低压直流侧滞留的二倍频功率比例,根据不同的需求,能够实现抑制直流母线电压波动,控制二倍频功率影响范围等。(4)分析了电力电子变压器中压直流母线存在二倍频脉动功率时输入级模块化多电平变流器的电气特性,主要是交直流功率分析和子模块脉动功率分析。本文提出采用环流注入的方式,利用子模块电容能够储能的特性来承担二倍频脉动功率,从而使中压直流母线保持稳定。此外,分析了环流注入后对模块化多电平变流器的相间环流以及子模块电容电压等电气特性的影响,提出采用环流抑制控制策略来抑制由于环流注入引起的四倍频环流。最后,通过对电力电子变压器各级的控制策略的改进以及协调控制,实现了负载不平衡工况下输出交流电压对称、中、低压直流侧电压稳定,提高了电力电子变压器交直流端口的电能质量。