刘 贝，涂春鸣，肖 凡，余雪萍，郭 祺，帅智康

（湖南大学 国家电能变换与控制工程技术研究中心，湖南 长沙410082）

0 引言

随着能源危机和环境问题的加剧，全球能源消费形式逐渐从传统化石能源向光伏、风电、燃料电池等分布式能源方向发展。分布式能源减少了化石能源的使用，降低了二氧化碳排放，缓解了温室效应，但以光伏、风电为主的分布式能源由于其间歇性和随机性，对现有交流电网的稳定性造成了严重影响，如何合理消纳分布式能源已成为当下的研究热点。

近年来，直流电网作为分布式能源消纳的重要途径，得到了广泛研究。现有研究表明，直流电网在容量、建设成本、传输效率等方面相比于交流电网具有诸多优势［1-3］。同时，直流电网也是解决传统交流电网无功、谐波、同步振荡与环流等问题的有效途径，可极大缓解大电网与光伏、风电等分布式能源之间的矛盾。目前针对直流电网的研究取得了丰富的成果，包括电网架构、关键设备研制、调度与控制、运行与保护等方面［4-6］。其中，针对直流电网中能量汇聚与分配枢纽——直流变压器的研究最受瞩目。

与交流电网中常用的交流变压器通过电磁感应原理进行电压升降变换不同，应用于高压大功率场合的直流变压器进行直流电压升降变换时，只能采用电力电子装置。利用电力电子装置进行直流电能变换在开关电源领域中已取得了卓越的成果，相关直流变换器拓扑在直流变压器研究的早期阶段也得到过广泛关注，并结合直流电网高压大功率的运行场景进行了改进和调整，但并非所有拓扑都满足直流电网的运行需求。……