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配电网及其自动化技术研究
Research on Power Distribution Network and Its Automation Technology

为方便说明基于HDT的智能配电变压器实现各种控制功能的基本原理，这部

分给出如1-5图H所示等效电路（T 1 和T 2 均看作理想变压器）。HDT实现各控制功
能的核心在于对CV p 及CV t 的控制。由1-5图H可知，CV p 可以被控制为一电流源，

基于三绕组变压器的磁势平衡原理，能实时补偿负载电流中的谐波、无功功率等

有害分量，从而使高压侧的电网电流i s 能始终保持为正弦单位功率因数。CV t 可以
被控制为一电压源，能实时抑制来自电网侧的电压波动畸变等有害分量，从而使

负载电压u L 始终稳定在额定值附近。另外，如1-5图F所示，AC/DC/AC变流器的

公共直流母线，还可作为分布式电源、电动汽车等直流设备的接入端口。此时，
若对直流母线电压进行稳定控制便能使其始终保持在额定值附近，直流母线电压

稳定控制的本质在于控制变流器CV t 与CV p 的有功功率，使直流母线电容的充放

电能始终处于动态平衡之中。
由图1-4可知，未来配电网将呈现交直流配电线路混合并存的局面，智能配

电变压器往往需要提供多条电压等级不同的直流母线。为此，在设计主变压器T 1
时，需要设计多个匝数及容量各不相同的辅助绕组，以此来接人多个额定电压及
容量均不相同的AC/DC变流器，这便形成基于扩展型HDT的智能配电变压器，

其单相电路拓扑如1-5图I所示。

1-5图I中的AC/DC变流器结构与1-5图F中的CV p 型变流器一致，均充当电流
源运行。这种通过磁耦合实现交直流线路互联的突出优点在于各供电网络之间电

气隔离，能有效防止故障扩散，而且各变流器功率器件的选型十分灵活，通过对

各变流器进行控制，能有效实现各线路潮流的协调优化分配。
基于扩展型HDT的智能配电变压器的工作原理与1-5图F相似，具体仍可按附

录A图A8所示等效电路进行说明，只是对于电网电流i s 的控制则是基于多绕组变

压器的磁势平衡原理，在设计控制策略时，需要考虑各CV p 的协调配合。为实现
HDT型智能配电变压器在三相场合的应用，设计合理的三相电路拓扑往往更为实

用。图1-7所示为基于扩展型HDT的三相HDT的变压器电路拓扑，而图1-8所示为

与变压器对应相连的三相变流器单元。

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