柳轶彬 梁得亮 王宇珩 高亚晨 张立石

混合式配电变压器的动态模型与内环控制系统

柳轶彬1,2梁得亮1,2王宇珩1,2高亚晨1,2张立石1,2

（1. 电力设备与电气绝缘国家重点实验室（西安交通大学电气工程学院） 西安 710049 2. 陕西省智能电网重点实验室 西安 710049）

相比传统配电变压器，混合式配电变压器（HDT）集成了脉冲宽度调制变换器，能够对部分传输功率进行调控。因而不仅具有传统配电变压器电压等级变换和电能传输的基本功能，而且能够实时动态控制其负载电压及电网电流，这对于实现主动配电网具有重要应用价值。该文提出一种改进型混合式配电变压器配置方案及其三相电路拓扑，其优势在于变换器拓扑简单，各环节电压等级的确定灵活方便。基于等效电路构建HDT的传递函数框图模型，并采用PI控制器构建HDT的内环控制系统。仿真及实验显示，在电网电压波动及负载畸变工况下，HDT能够实现电网电流的正弦单位功率因数控制及负载电压的正弦稳定控制，从而验证了建模分析及控制系统设计的正确性。

主动配电网 等效电路 混合式配电变压器 PI控制 传递函数

0 引言

混合式配电变压器（Hybrid Distribution Transformer,HDT）是对传统配电变压器进行改进设计，并将脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation, PWM）变换器接入其中的一类新型配电变压器[1-4]。借助PWM变换器灵活的控制功能可以使配电变压器不再仅限于电压等级变换与电能传输。具体而言，通过PWM变换器对配电变压器的部分传输功率进行调控，HDT能够对电网电流及负载电压进行实时控制，这对于构建未来主动配电网[5-10]具有重要意义。……