智能变压器(Intelligent Transformer)作为电力电子变压器(Power Electronic Transformer, PET)的一种,最早是由Koosuke Harada等人于1996年提出来的,其“智能”主要体现在它不仅实现了电压的变换和能量的传递,而且对高频变压器原副边的电压幅值、相位都能实现灵活控制,并且具有功率因数校正的功能。后来渐渐发展成一个电力电子变压器体系,统称为电力电子变压器。它们都是高频电力电子变换技术在电力系统中的成功应用,将其应用到电网中既可以改善电能质量又能提高系统稳定性。在电力行业快速发展的今天,更应加强对电力电子变压器新型拓扑和控制策略的研究。如果PET既可以实现更高的变换频率又可以减小电磁干扰的话,这样又可以进一步减小PET的体积和重量。所以,这些研究对建设绿色、智能的电网具有十分重要的理论意义和应用价值。论文首先介绍了PET的研究现状,分析了已有的几种PET拓扑及其性能的优缺点。然后着重研究了SEPIC式三电平智能变压器的拓扑结构,论文将多电平技术应用到拓扑中,这样使得各开关管的电压应力得到大幅下降,同时也减小了滤波器的体积。其次,论文分析了其工作原理和开关模态,并设计了带均压控制的电压瞬时值反馈控制策略。在Saber 2007环境下建立了仿真模型,通过仿真验证了新型拓扑的可行性和控制策略的正确性,并且仿真了拓扑在不同负载以及输入有扰动的情况下的工作情况。论文最后重点介绍了SEPIC式三电平智能变压器原理样机各主要参数的设计过程以及控制器的组成部分。最后完成了一台单相原理样机,通过实验再次验证了新型拓扑及控制策略的正确性,结果表明了样机的性能优良,充分体现了SEPIC式三电平智能变压器的优越性。