基于固态变压器的移动变电站综合性能提升方法

高美金 狄 谦 王婷婷 黄江倩 孟凡刚

基于固态变压器的移动变电站综合性能提升方法

高美金1狄 谦2王婷婷1黄江倩1孟凡刚3

（1. 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 杭州 310000 2. 河南平高电气股份有限公司 平顶山 467001 3. 哈尔滨工业大学电气工程学院 哈尔滨 150001）

为减小移动变电站中主变压器的体积和质量，提高移动变电站的高压侧电能质量，提出一种用于移动变电站的固态变压器拓扑。所提出的固态变压器由AC-AC变换器、高频多脉波整流器、工频逆变器三部分组成，该文首先分析了AC-AC变换器的工作原理，并从降低开关损耗的角度出发，设计其控制策略；然后从磁路和电路对称的角度出发，设计用于高频多脉波整流器的移相变压器，并应用开关函数法计算固态变压器的输入电流和输出电压；最后设计固态变压器中AC-AC变换器的控制和驱动电路，搭建了移动变电站的缩比仿真和实验平台。仿真和实验结果表明，使用固态变压器代替传统的工频主变压器后，主变压器体积减小了三分之二，其体积和质量得到显著降低；使用所设计的三相五芯柱变压器作为移相变压器后，固态变压器的输入电流总谐波畸变率（THD）值由22%降到了16%，有效提高了移动变电站的电能质量。

移动变电站 固态变压器 AC-AC变换器 高频多脉波整流器 移相变压器

0 引言

移动变电站具有容量配置和选址灵活、快速移动性、结构紧凑、可快速并网等优点，能够有效弥补地区性、时段性的电力供应不足，在事故抢修、自然灾害救援、变电站负荷转供、铁路牵引等场合得到了越来越广泛的应用[1-2]。……