第1卷第2期 2013年12月
文章编号：2095-5944(2013)02-0007-04
智能电网 Smart Grid
中图分类号：TM72
文献标志码：A
Vol. 1 No. 2 Dec.2013
配网智能设备中电力电子智能变压器的研究
安婷
(国网智能电网研究院，北京市昌平区102209)
ResearchonPowerElectronicSmartTransformersforDistributionSmartEquipment
ANTing
(State Grid Smart Grid Research Institute, Changping District, Beijing 102209, China)
ABSTRACT: With the development of flexible AC transmission system (FACTS, i.e, power electronic) equipment and its application in high and ultra voltage transmission systems, the cost reduction of power electronic devices and other high tech materials, and resent development of smart grids, many smart distribution equipment has been developed.The smart distribution equipment includes power electronic smart transformers (PEST, also called intelligent universal transformer (IUT), fault current limiters (FCL), static synchronous compensator (STATCOM), dynamic voltage restorer (DVR) and active power filter (APF), etc. Some of them (e.g, STATCOM, DVR and APF) have already been applied to distribution systems and some of them (PEST and FCL) are currently at final developing and trial stage. The application of the equipment into distribution systems makes significant contributions to the realization and fast development of distribution automation and smart grids. This paper concentrates on the discussion of the basic principle, development, application and outlook of the state-of-the-art of PEST.
KEY WORDS: distribution system; smart grids; smart distribution equipment; power electronic convertors; smart transformers
统的应用，电力电子元件和其他高新技术材料成本的下降以及近年来对智能电网的开发，已研发出大量如电力电子智能变压器、故障电流限制器、带储能功能的静态同步补偿器、动态电压恢复器及有源电力滤波器等智能配网设备。部分设备如静态同步补偿器、动态电压恢复器和有源电力滤波器已应用于配网系统，部分设备如电力电子智能变压器和故障电流限制器正处于研发的后期和试运行阶段。智能配网设备的广泛应用将为配电系统自动化和智能化的实现、建设和快速发展做出巨大贡献。
该文将主要探讨电力电子智能变压器的基本原理、最新的研发、应用及展望。关键词：配网系统：智能电网：智能配网设备：电力电子转换器：智能变压器
0引言
电力变压器在电网系统中是至关重要、不可缺
少的设备。电力电子智能变压器不是传统意义上的变压器，它由电力电子电压转换器组成，替代传统的油变压器。它不但具有传统变压器的功能，而且还具有传统变压器所不具备的功能，如提高电能质量和可靠性。在配电系统内，作为战略设备，它还具有综合通信、监控和系统控制的直接价值。它非常适合于智能电网的概念及发展。
相对而言，传统变压器便宜且可靠，但其功能有限。近年来随着原材料，特别是铜、铁及原油价格的飞涨，传统变压器的价格也相应抬高，加上对减小和降低变压器的体积和重量的需求以及对配电网自动化的要求，使得电力电子智能变压器更具
有竞争的优势及市场。万方数据
在世界各地，正在开展用于配电系统的电力电子智能变压器的研究。配网智能变压器现已完成初期的研发，正进行样机的实地测试并将投入试运行阶段。此类设备是现阶段世界上最先进的配网智能设备，并处于商业化的早期阶段。
此类设备在中国电网的应用可加快中国的坚强智能电网及新一代智能变电站、智能配电系统的发展，改善现有配电系统的“瓶颈”和环境污染问题，解决配电网线损高及电能质量差等问题，提高现有电网的可靠性及有效性，降低损耗，使得现有电网更为经济、可靠及有效。
电力电子智能变压器的基本原理
电力电子智能变压器由图1所示的3个主要部分及相应的控制系统组成。