1、固態(tài)變壓器(SST)是一種新型智能電能變換設(shè)備，與傳統(tǒng)電力變壓器相比，固態(tài)變壓器融合了電力電子變換技術(shù)，采用高頻隔離的中間直流環(huán)節(jié)，可實現(xiàn)原邊和副邊的靈活控制。其突出的特點在于輸入電流、輸出電壓可調(diào)，功率因數(shù)可控。由于具備以上優(yōu)點，將固態(tài)變壓器用于電力系統(tǒng)可提高系統(tǒng)可控性，并可改善電能質(zhì)量，便于新能源發(fā)電并網(wǎng)，將推動智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展。
　　本文首先介紹了固態(tài)變壓器發(fā)展過程中的幾種典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制方式，對其各自的優(yōu)缺點進行了比

2、較。然后分析了一種具備直流環(huán)節(jié)的級聯(lián)式三級結(jié)構(gòu)，即擁有輸入級、隔離級和輸出級的固態(tài)變壓器。以此為基礎(chǔ)展開研究，針對其核心環(huán)節(jié)(VSC)進行了建模和分析，并結(jié)合各環(huán)節(jié)的控制目標(biāo)制定了相應(yīng)的控制策略。輸入級采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)解耦控制策略，隔離級采用開環(huán)控制，輸出級采用具備電壓前饋補償?shù)碾妷弘娏麟p環(huán)控制。針對不同的控制要求，可選擇靈活的控制方法和調(diào)制手段，文中主要采用基于電機學(xué)中Park變換理念和空間矢量調(diào)制(SVPWM)調(diào)制方法對

3、固態(tài)變壓器的變流器環(huán)節(jié)進行控制。隨后基于固態(tài)變壓器的優(yōu)良特性，對其在新能源微網(wǎng)中的應(yīng)用進行了探索，介紹了FREEDM智能微網(wǎng)的概念和系統(tǒng)構(gòu)成，并闡述了SST在網(wǎng)絡(luò)中的配置模式。針對光伏和風(fēng)電兩個典型新能源發(fā)電領(lǐng)域，分析了固態(tài)變壓器的優(yōu)勢和應(yīng)用價值。
　　利用Matlab/Simulink中的電力系統(tǒng)仿真工具箱對SST各個環(huán)節(jié)按照設(shè)計的參數(shù)和給定的控制策略搭建仿真模型，并對控制器的設(shè)計進行了參數(shù)優(yōu)化選擇，通過仿真結(jié)果驗證了各環(huán)節(jié)控制

4、策略的合理性，顯示固態(tài)變壓器具備一定的無功補償功能，輸入級的控制保證了網(wǎng)側(cè)電壓電流在負(fù)載變動時具備良好的跟隨特性，并可實現(xiàn)輸入單位功率因數(shù)，直流側(cè)輸出電壓恒定;隔離級在變比一定的情況下，開環(huán)控制即可滿足輸出電壓穩(wěn)定的要求;輸出級的控制則保證了在負(fù)載變動時，輸出三相電壓恒定且對稱。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)非正常運行狀態(tài)時，具備直流環(huán)節(jié)的級聯(lián)式固態(tài)變壓器可有效改善供電狀況，既能實現(xiàn)負(fù)載波動下的輸入側(cè)電流波形正弦要求和保持輸出電壓穩(wěn)定，又能有效隔離原邊