Page 35 - 配电网及其自动化技术研究

第一章 配电网自动化设备技术研究

统交流配电网的集成一体化设计，构建智能化交直流配电网成为当前的热点问

题。为此，国内外有诸多学者对PET的多端口拓扑展开研究，并以此来构建智能
配电变压器。
1-5图E的环节①/②/③采用了CHB型PET拓扑，环节④采用多绕组高频变压

器，变压器.副边绕组接入多个AC/DC单元（环节⑤）后形成彼此独立的多个直
流供电端口（环节⑥），在各直流供电端口上并接DC/AC单元（环节⑦）进一步

构成多个交流供电端口。1-5图E中各直流端口可直接为直流负载供电，还可进一
步通过DC/DC、DC/AC变换器接入储能装置以及分布式电源。显然多端口拓扑
能更好地适应负荷多样化、储能及分布式电源多元化的发展趋势，更有利于实现

配电网功率的优化配置。总体来讲，基于PET的智能配电变压器普遍包含较多的
电力电子模块，系统整体结构比较复杂。
（三）基于 HDT 的智能配电变压器

HDT立足于对传统工频配电变压器的升级改造，通过将各类电能补偿装置
（APF，DVR，UPQC等）与传统工频配电变压器相结合，可以同时发挥二者的
优势。综合来看，UPQC的功能最全面，将其与配电变压器结合而实现的HDT最

适合作为智能配电变压器的主电路拓扑。UPQC的主电路为一背靠背双脉冲宽度
调制（PWM）变换器，这部分将其简记为AC/DC/AC变换器，其单相拓扑如1-5

图F所示。由1-5图F中可知，AC/DC/AC变换器包含2个变流器，分别称为CV p 与
CV t ，两者共用一条直流母线。HDT实现各控制功能的关键在于对CV p 与CV t 的
控制。

将1-5图F所示AC/DC/AC变换器接入变压器便可得到如1-5图G所示的基于
HDT的智能配电变压器单相电路拓扑。为便于说明连接关系，在1-5图F和图G

中，标号相同的端子表示2个接线端彼此相连，例如端子（p+，p-）表示CV p 的
输出端口接入主变压器T 1 的辅助绕组，W 3 ；而端子（t+，t-）表示CV t 的输出端
口接人隔离变压器T 2 的阀侧绕组W 4 。HDT挂网时，W 1 与W 5 串联为一体后接入传

统交流配电网高压侧，W 2 为低压交流侧的负载供电。显然，与基于PET的智能配
电变压器采用全部功率变换有所不同的是，基于HDT的智能配电变压器功率传输

的主体仍是主变压器T 1 ，只有一小部分功率需要通过AC/DC/AC变换器进行调节
变换。

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