固态变压器的工作原理详解

固态变压器（SST）也称为“智能变压器”，是一种现代的电能设备，可提供双向功率流。它是大功率半导体组件，是控制电路和常规高频变压器的结合体，提供无功功率补偿，谐波抑制等多种功能。固态变压器可满足广泛的应用需求，从替代发电到牵引机车，电网和电力工业等等。固态变压器的应用范围很广，除了电压转换外，还有助于从交流AC平滑过渡到直流DC，从直流DC平滑过渡到交流AC。然而，替代发电是固态变压器的最主要应用。

与传统变压器不同，固态变压器还提供了所需幅度的直流输出的选项。在典型的固态变压器中，使用基于电力电子的转换器将输入电压转换为高频AC，然后馈入高频变压器的初级侧。在高频变压器的次级侧执行相反的过程，以获得所需的AC或DC或两种输出，以提供给负载。高频功率传输导致重量减轻以及变压器尺寸减小。

固态变压器的许多优点来自尺寸的减小。如今，安装变压器并非易事。诸如运输，场地准备，安装和传输成本之类的考虑全都增加了预算。相比之下，更小，更便宜的固态变压器可以相对容易地安装在小型太阳能场或储藏箱中。固态设备的更快开关速度反过来将使电力公司更容易处理馈入电网的多种电源，因为您将会有更多的变压器来控制和微调电能质量。

SST又叫电力电子变压器（Power Electronic Transformer， PET）或者电子电力变压器（Electronic Power Transformer， EPT，是利用电力电子变换技术来实现电压等级转换和电力传输的智能化设备。

其基本原理如图：首先工频交流信号经电力电子变换器变换为高频方波信号，信号通过高频隔离变压器传输，再经电力电子变换器将高频方波信号还原成工频交流信号。该过程可以通过控制器对电力电子变换装置进行适当的控制来完成。

由固态变压器的基本原理，可以看出其相对于传统变压器的优点：

（1）采用了高频变压器，而非工频变压器，因此变压器的体积和重量都大大减小。

（2）通过适当的控制，可以实现输入侧单位功率因数运行，可以吸收负载侧无功功率和隔离谐波电流，抑制谐波双向流动，有效改善电能质量。

（3）可以消除电源侧电压过压或欠压对负载侧电压的影响，保证负载侧电压幅值、频率、波形的稳定。

（4）含有交直流接口，方便分布式发电系统的联网和直流负载的接入。

（5）全数字化控制，方便采集电网信息和联网通信，从而能够实现潮流控制，还可与柔性交流输电协同工作，增强电网系统的稳定性和可靠性。

可见，固态变压器比传统电力变压器更能够满足智能电网的要求，且更能满足用户对电网的个性化需求。