周廷冬，徐永海

(新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)，北京 102206)

0 引 言

近年来，随着智能电网、可再生能源以及特高压技术的发展逐步引出了能源互联网的概念，为实现能源互联网中多源、多负荷之间的传输及变换则需要使用能量路由器。电力电子变压器(Power Electronic Transformer, PET)拥有较多的可接入端口，可以方便的实现电能在交直流、高低压之间的传输及变换，便于可再生能源与电动汽车等接入，因此可作为能量路由器的核心设备，应用前景广阔。

PET发展至今已有多种不同的拓扑结构[1-3]，但为了满足能量路由器的需要，拥有多端口接入的三级型PET拓扑成为了研究热点。目前，三级型PET主要有级联H桥(Cascaded H Bridge，CHB)型和模块化多电平(Modular Multilevel Converter，MMC)型两种拓扑。MMC已在高压直流输电领域得到了广泛的应用，具有模块数及电压等级灵活可调、输入谐波含量低等优点，将其应用到PET中还可显著减少高频变压器以及功率器件的数量[4]，因此，MMC型PET在未来应用中拥有较强的竞争优势。

除了研究适用于能量路由器的PET拓扑以及相应的控制策略之外，PET在实际应用中其保护系统也是必不可少的环节，对于提高PET的可靠性以及其所在系统的安全稳定运行均具有重要意义，但目前鲜有文献研究PET的保护系统。文献[5]将PET应用到未来可再生能源传输与管理系统(Future Renewable Electric Energy Delivery and Management, FREEDM)中，提出了适用于微型电网的分层式保护方法，但却没有研究PET本身的保护系统。文献[6]对CHB型PET在外部电网故障、雷击过电压及非理想负荷等对电力电子变压器的影响及相应的保护配置要求进行了研究，但与MMC型PET的故障特征以及保护系统有较大的区别。……