现代电力系统中,随着负荷种类的增多和电源形式的改变,用户对供电可靠性的需求与日俱增。电力电子变压器(Power Electronic Transformer,PET)是近些年一种新兴的电能转换设备,对传统变压器进行了全方位的革新,因此拥有了能够应对现代电网系统中出现的部分电压中断及跌落的能力。但是,由于电力电子变压器本身并不含有储存电能的装置,因此对电网中的电压中断或跌落亦无能为力。为了解决电力电子变压器无法抵抗电网电压中断及跌落这一现象,本文将超级电容与电力电子变压器相结合进行研究,从而使电力电子变压器具有抵抗电网电压中断及跌落的能力,使电网中的各类用电设备可以安全、高效、稳定的运行。本文首先阐述了电力电子变压器的定义、发展过程以及国内研究现状,对将超级电容使用在电力电子变压器上的研究情况作了综述。较为全面地分析了电力电子变压器的工作原理之后,按照其工作原理进行分类,对AC/AC型和AC/DC/AC型两种电力电子变压器拓扑结构进行了研究。然后,依照具体使用场景,选定三相四线制的电力电子变压器作为该系统中所使用的变压器类型。将超级电容与电力电子变压器经过双向DC/DC变换器相互连接,构成一种新型的储能型电力电子变压器系统。在基于电力电子变压器拓扑结构的研究下,本文分别分析了三相四线制的电力电子变压器与超级电容所对应的数学模型,同时论述了电力电子变压器所包含的输入级、中间隔离级、输出级各部分以及超级电容的控制策略。对电力电子变压器主回路以及超级电容的主要参数进行了设计。最后,在MATLAB/Simulink软件中建立了不含超级电容的电力电子变压器和含超级电容的电力电子变压器仿真实验。通过对该系统满载运行、电压中断及跌落状态下不含超级电容补偿和含超级电容补偿共五种情况的仿真,证明了含有超级电容作为电能储存装置的电力电子变压器可以在电压中断及跌落的情况下,仍保证电网的正常运行,从而使具有超级电容作为储能环节的电力电子变压器具备抵抗电压中断及跌落的能力,提高了供电可靠性。