好復(fù)雜的樣子，樓主得努力讓我們看得懂哦。。。

電力變流的感覺都很猛啊。期待后續(xù)啊。

加個紅 表示很想看后續(xù) 哈~

 ABB公司采用的主電路結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，采用了8+1個級聯(lián)模塊，其中8個模塊為正常工作時(shí)的模塊數(shù)目，1個模塊為備用模塊，或者稱之為冗余模塊。該系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如下圖所示。

    在2012年，1.2MVA容量的電力電子變壓器成功在瑞士聯(lián)邦鐵路上試運(yùn)行成功。

 感謝鼓勵！

我盡量說清楚哈！

有說的不對的地方，還望指教??！

樓主，高鐵的三電平電力電子變換器的IGBT一般是多高電壓，是1700V還是3300V？

我現(xiàn)在看到的資料是采用3300V的IGBT模塊。

    國內(nèi)對電力電子變壓器的研究起步較晚，而且主要以各大高校為主，而且均以仿真以及小功率實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為主。智能電網(wǎng)是近幾年比較火的，而且很多高校將電力電子變壓器的應(yīng)用方向轉(zhuǎn)向電網(wǎng)，我所在的團(tuán)隊(duì)主要研究的是將電力電子變壓器應(yīng)用在機(jī)車牽引系統(tǒng)中。

    前面已經(jīng)簡單介紹過我國牽引系統(tǒng)中牽引網(wǎng)電壓的參數(shù)，即25KV/50Hz，相比于上面提到的瑞士的牽引網(wǎng)15KV/16.7Hz，我們的牽引網(wǎng)電壓更高，因此如果采用上面圖2-2所示的H橋級聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，級聯(lián)的數(shù)目將大大增加，而級聯(lián)數(shù)目越多，系統(tǒng)的復(fù)雜度越大，不僅系統(tǒng)的可靠性大大降低，系統(tǒng)的控制也將變得更加復(fù)雜。

    機(jī)車車載電力電子變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖可以用圖2-3所示，如前所述，主要包括級聯(lián)AC-DC整流器、直直DC-DC變換器以及三相逆變器；在AC-DC側(cè)與采用傳統(tǒng)的H橋級聯(lián)不同的是，在這采用的是二極管箝位三電平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)的原因就是在每個模塊的耐壓等級提高了，而且設(shè)備的容量也提高了；在DC-DC側(cè)采用的是半橋二極管箝位三電平的結(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)第一可以實(shí)現(xiàn)與整流器輸出直流電源的電壓匹配，更重要的一點(diǎn)是采用這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)ZVS，從而能夠?qū)崿F(xiàn)減少器件的損耗，在DC-DC側(cè)采用中頻變壓器實(shí)現(xiàn)電壓耦合。

圖2-3： 機(jī)車車載電力電子變壓器拓?fù)?/span>

    在AC-DC側(cè)和DC-DC側(cè)均采用二極管箝位三電平電路如圖2-4所示：

圖2-4： 機(jī)車車載電力電子變壓器拓?fù)?/span>

   相比于采用H橋級聯(lián)的結(jié)構(gòu)，二極管箝位三電平每個模塊的直流側(cè)有兩個電容，而對于這種多電平結(jié)構(gòu)，電容電壓均衡是一個固有問題，對于電容電壓均衡問題的解決可以參見之前發(fā)的一篇帖子（http://www.e-ticket.cn/bbs/1512824.html），這篇帖子詳細(xì)分析了二極管箝位三電平的工作模式以及解決電容電壓均衡問題的方法。

    

高手是高校還是公司就職？

電力電子變壓器的實(shí)現(xiàn)是個難題，器件，拓?fù)涠加幸欢ǖ奶魬?zhàn)

3.電力電子變壓器在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

    變壓器（Transformer）作為電力系統(tǒng)中最重要的一部分，早在電力系統(tǒng)出現(xiàn)之初就起到了決定性的作用。19世紀(jì)末20世紀(jì)初Thomas Edison的直流供電系統(tǒng)和Westinghouse的交流供電系統(tǒng)的交直流電之爭，正是因?yàn)樽儔浩鞯某霈F(xiàn)，使得電能在長途傳輸過程中固有問題得到解決，因而交流電在這場爭論中占據(jù)了上風(fēng)。

    配電變壓器的廣泛使用也促成了當(dāng)今的整個電力系統(tǒng)的發(fā)展，配電變壓器的作用主要是電壓隔離、電壓變換等。配電變壓器的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，如成本低、可靠性較高且發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟；然而，變壓器也有其固有的缺點(diǎn)，如體積至尺寸較大、質(zhì)量較大，負(fù)載時(shí)電壓的跌落，電能質(zhì)量較差，對諧波較為敏感，對于油浸式變壓器變壓器油的泄露也會造成環(huán)境問題。

見識了！謝謝樓主！

現(xiàn)在的電力變壓器固有缺點(diǎn)但是電子變壓器要想大規(guī)模代替?zhèn)鹘y(tǒng)變壓器估計(jì)是行不通的，電子變壓器只能在小功率場合某一特定的地方有一定優(yōu)勢。變壓器重量大但是對變電站來說這都不是事，因?yàn)橐坏┙ǔ蔁o需移動。至于體積大這個不一定的，同樣500KW的變壓器也許電子變壓器的體積更大

電力變壓器技術(shù)成熟可靠性高，成本低，幾百伏到幾百千伏，功率不分大小，適用不同場合型號眾多。還有過載能力強(qiáng)，干擾低，效率高，大型變壓器達(dá)到99%。電子變壓器成本高，可靠性相對變壓器不高，電壓做不高，功率做不大，干擾比相比偏大，效率也也不一定比變壓器高?？估讚粢膊槐茸儔浩骱谩５请S著半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，電子變壓器功率密度越來越大，體積越來越小所以在特定場合電子變壓器會用的更廣泛

你說的很準(zhǔn)確，現(xiàn)在大功率電力電子器件的成本很高，由于耐壓等級的限制，電力電子變壓器的體積未必會小，但電力電子變壓器作為一個未來發(fā)展的趨勢，隨著電力電子器件的發(fā)展，電力電子變壓器的體積和效率必將超越傳統(tǒng)變壓器。

        為解決傳統(tǒng)配電變壓器的不足，同時(shí)也是滿足智能電網(wǎng)中的要求，電力電子變壓器就成為了一種可替代的方案。

        有國外學(xué)者提出未來可再能源電能傳輸和管理系統(tǒng)(Future Renewable Electric Energy Delivery and Management, FREEDM)，如圖2-5所示。

圖2-5 FREEDM系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要面向于可再生能源的應(yīng)用與管理，包括居民級的分布式可再生電源系統(tǒng)( Distributed Renewable Energy Resource, DRER )、分布式能源存儲設(shè)備( Distributed Energy Storage Device, DESD )、負(fù)載( Load )、智能故障管理子系統(tǒng)( Intelligent Fault Management subsystem, IFM )、智能電能管理子系統(tǒng)( Intelligent Energy Management subsystem, IEM )。每一個IEM系統(tǒng)均由電力電子變壓器作為智能控制器，這里電力電子變壓器也稱之為固態(tài)變壓器( Solid State Transformer, SST )。在居民室內(nèi)的SST裝置如圖2-6所示。

圖2-6 Solid State Transformer

    SST提供兩個用戶接口120V/AC和400V/DC，120V交流電壓為居民日常供電，400V直流接口為可再生能源并網(wǎng)發(fā)電的接口。SST的主要結(jié)構(gòu)如圖2-7所示，該結(jié)構(gòu)主要包括AC-DC 整流器、DC-DC變換器、DC-AC逆變器。

圖2-7 SST Topology

預(yù)留一樓。。

3.Simulation 

    說了這么多，行不行，先仿個真！

    仿真是基于MATLAB/SIMULINK的仿真軟件，其他仿真軟件還有很多(之前也用到Power Simulation，即PSIM做過開關(guān)變換器的仿真，也很好用，而且軟件安裝后才幾百M(fèi)B)，個人覺得做大功率電力電子這一塊，MATLAB真的很強(qiáng)大(MATLAB不僅可以在實(shí)現(xiàn)電氣仿真，還能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、航空航天、地質(zhì)學(xué)......正是因?yàn)楣δ軓?qiáng)大，因此只是安裝包就有十幾個GB.....隨著功能日益改善，安裝包也越來越大，MATLAB2015安裝后占用硬盤30GB...)。在此申明，本人沒有在此植入廣告，只是分享自己覺得好用的仿真軟件。等有時(shí)間希望可以把MATLAB安裝包傳到電源網(wǎng)，不知道電源網(wǎng)是否有類似于資源共享的帖子。(鄭重申明：僅限學(xué)習(xí)交流，嚴(yán)禁商用！)

    圖3-1是級聯(lián)整流器交流輸入側(cè)的多電平電壓波形，有多少個階梯波，請眼神好的數(shù)一下；

圖3-1 變換器交流側(cè)多電平電壓波形

    圖3-2是負(fù)載突變時(shí)，交流輸入電壓（黑色）和電流（紅色）的波形，可以從波形可以看出，整個系統(tǒng)基本上可以在一個電網(wǎng)周期（0.02s）內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，系統(tǒng)的動態(tài)性能較好；

 圖3-2負(fù)載突變時(shí)波形

    圖3-3是系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，交流輸入電壓和電流的波形，從交流電壓（黑色）和交流電流（紅色）的相位可以看出，功率因數(shù)PF基本達(dá)到了是1的要求；

 圖3-3系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)的波形

   圖3-4是整個系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的直流側(cè)輸出電壓波形，在0.22s時(shí)系統(tǒng)由空載突變到負(fù)載，可以看出系統(tǒng)在空載和帶載時(shí)，系統(tǒng)均可以保持穩(wěn)定運(yùn)行。

圖3-4直流側(cè)電壓波形

客氣了！

現(xiàn)在看來器件成本比較高，而且一個較新的東西，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化都需要一個過程。

這個可算是高端技術(shù)研究了，看看有點(diǎn)高壓變頻器的味道。

   實(shí)驗(yàn)結(jié)果

   以三模塊級聯(lián)，做了整流實(shí)驗(yàn)，至少在小功率模塊下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為理想。

   左邊圖片示波器四路通道分別是三路(通道1、2和3)輸出直流電壓以及網(wǎng)側(cè)交流電流(4通道)；右圖為網(wǎng)側(cè)輸入交流電壓(淡藍(lán)色)、端口多電平(藍(lán)色)以及交流電流(綠色)波形。

相關(guān)工具：

繪圖軟件：Microsoft Visio 2010

仿真軟件：MATLAB/Simulation

參考文獻(xiàn)：

[1] Drazen Dujic,Chuanhong Zhao,et,al. Power Electronic Traction Transformer-Low Voltage Prototype[J]. IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS 2013,28(12):5522-5534.

[2] Chuanhong Zhao,Drazen Dujic,et,al. Power Electronic Traction Transformer-Medium Voltage Prototype[J]. IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, 2014,61(7):3257-3268.

[3] Tiefu Zhao,Gangyao Wang,et,al. Voltage and Power Balance Control for a Cascaded H-Bridge Converter-Based Solid -State Transformer[J]. IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS,2013,28(4):1523-1532.

[4] Overview of PI-Based Solutions for the Control of DC Buses of a Single-Phase H-Bridge Multilevel Active Rectifier[J]. IEEE TRANSACTIONS ON    INDUSTRY APPLICATIONS,2008,44(3):857-866.

3個模塊級聯(lián)，輸入電壓多少V啊？

電子的體積優(yōu)勢很大，但效率超過工頻不可能吧，那個效率輕而易舉98-99%，再有過載能力也不是一個級別的。

電子取代工頻是從小往大逐步的，一定功率后會遇到瓶頸，比如幾Mva