一种全桥MMC型电力电子变压器的优化均压控制策略

一种全桥MMC型电力电子变压器的优化均压控制策略电力电子变压器是一种带能量储存元件的电力变压器，也是目前电力系统中最为先进的变换技术之一。它通过将电能进行周期性的存储和输出，实现了电能的高效转换和传输。而全桥MMC型电力电子变压器是其中一种，它的最大特点就是可以实现高隔离度、高效率、高可靠性的电能转换。

然而，在全桥MMC型电力电子变压器的实际应用中，由于线路电阻和电感的存在，会产生较大的电压和电流波动，对电力系统的稳定性和运行安全带来一定的威胁。因此，如何对全桥MMC型电力电子变压器进行优化均压控制，是实现电力系统可靠性和运行效果的重要因素之一。

1.全桥MMC型电力电子变压器简介

全桥MMC型电力电子变压器是一种新型的电力变压器，它的核心是多电平电压型逆变器，能够实现高隔离度、高效率、高可靠性的电能转换。MMC变压器通过全桥逆变器的控制，在变压器的两侧维持电平相同的状态，从而避免了常规变压器中的电压和电流浪费。同时，它的高频开关能够减小变压器体积，提高电能转化效率和电能转化质量。

2.全桥MMC型电力电子变压器的控制策略

（1）优化均压控制策略

全桥MMC型电力电子变压器的控制策略包括正向控制和反向控制两种。在正向控制中，控制对象是变流器，需要对变流器中的电压和电流进行调节，通过变换它们的频率和相位，实现理想的电流和电压波形。反向控制是指在变流器输出电压和电流波形发生变化时，通过逆变器的控制来影响变流器的输出，从而实现对电能转化的零损耗和高质量控制。

在实际的全桥MMC型电力电子变压器应用中，为了保证电压和电流的稳定，需要采取优化均压控制策略。在这种控制策略下，主要是使用控制算法来对全桥MMC型电力电子变压器的电流、电压进行控制，使其能够迅速调整电路中的电流和电压。在这个过程中，主要是使用一些软件算法和控制器来实现，具有很高的精准度和稳定性。

（2）多电平逆变器控制策略

多电平逆变器是全桥MMC变压器的重要组成部分，它的优化控制可以极大地提高电路的稳定性和性能。因此，多电平逆变器控制策略包括PWM控制和MQAS控制两种。

PWM控制就是将多电平逆变器中的电压和电流通过高频正弦波进行控制，实现快速转换。该控制策略具有简单的实现方法，使用广泛。不过它存在一个问题，就是在高功率转换电路中，不易满足高效率和高精度要求。

MQAS控制是一种新型的多电平逆变器控制策略，通过预测下一时刻的电流和电压波形，来调整多电平逆变器输出电路中的电压和电流波形，实现低损耗、高效率、高精度的控制。此外，MQAS控制还可以利用模拟电路和微处理器模块，为电路提供高精度、高质量的诊断和控制。

3.全桥MMC型电力电子变压器的应用

全桥MMC型电力电子变压器的应用主要集中在电力系统、广播电台、航空电子、石化设备、甚至芯片设计等领域。它广泛应用于大功率交流电转换、电源拓扑、装饰照明等各种应用环境中，对提升能源利用率、保证电网安全运行、促进新能源开发都起到了重要作用。

总之，全桥MMC型电力电子变压器是实现电能高效转换和传输等领域中的重要技术之一。通过适当的优化均压控制策略和多电平逆变器控制策略，不仅可以提高电路的稳定性和性能，还可以满足各种应用环境的需求，为实现高质量、低成本、高效率的电力能源转换和传输做出贡献。（以下数据来源于国内外相关文献和产业报告）

全球电力电子变压器市场规模

根据市场研究机构MordorIntelligence发布的报告显示，在2019年全球电力电子变压器市场规模约为14.8亿美元，并预测到2025年市场规模将达到27.6亿美元，年复合增长率（CAGR）为9.33%。报道指出，未来几年，国家在能源政策和环境规章方面的变化将对市场产生重大影响，同时不断发展的新型能源技术也将在电力电子变压器市场上发挥作用。

全球电力电子变压器应用领域

报告显示，全球电力电子变压器的主要应用领域包括工业、电力、交通、石油化工、风电、太阳能、并网储能等。其中，电力和工业领域需求占据市场的大部分份额，占比分别为25.6%和23.9%。未来几年，随着新型能源技术的不断发展，太阳能和风电领域应用将得到进一步拓展。

全球电力电子变压器类型

电力电子变压器根据不同的类型可以分为多电平电压型、高频Link型和双向变换型等。其中，多电平电压型电力电子变压器应用最为广泛，约占据市场份额的60%以上，其次是高频Link型电力电子变压器，占据市场份额的约25%，尚未大规模商用的双向变换型占据市场份额的不足5%。

国内电力电子变压器市场现状

国内电力电子变压器市场目前处于快速发展阶段，据国内市场研究机构《电力电气设备市场风险提示》指出，我国电力电子变压器市场市场规模已经达到了230亿元，并预测到2023年市场规模将达到330亿元，年复合增长率（CAGR）为7.3%。

国内电力电子变压器下游领域

据《电压型电力电子变压器在风电领域的应用》指出，风电是我国电力电子变压器应用最为广泛的领域之一，电力电子变压器在风电领域的应用率高达95%以上，而且随着技术的不断进步、结构的不断优化，电力电子变压器在风电领域的市场份额仍将持续扩大。

国内电力电子变压器制造企业

目前，国内主要的电力电子变压器制造企业包括东方电气、ABB、江苏电气、中电力、上海电气、中国南方电网、国轩高科、宝信软件等公司。其中，东方电气、ABB和江苏电气等公司在国内拥有较高的市场份额和知名度，产品质量和技术功底也比较可靠，受到市场认可。

机遇和挑战

电力电子变压器市场未来的发展存有一定的机遇和挑战。其中，市场机遇主要在于工业化和城镇化步伐的不断加快，国家能源政策逐渐趋向清洁能源。同时，新能源技术如风电、光伏等在能源产业中的占比不断提高，中国新能源装机量位居世界第一。这些因素都将成为电力电子变压器市场发展的重要机遇。

挑战则在于国家和行业对于环保质量和工艺的要求不断提高，如能源产业在环保等方面的高要求，产品的质量和技术研发对于市场竞争的影响越来越大。同时，国际市场竞争也越来越激烈，来自国外的厂家价格更有竞争力，不断打破国内市场的格局，这也是国内企业需要面对的挑战之一。

总结

全球电力电子变压器市场规模逐年增长，尤其在新能源领域的应用逐步增多。其中，多电平电压型电力电子变压器应用最为广泛，占据市场份额的60%以上。国内电力电子变压器市场目前处于快速发展阶段，我国风电是电力电子变压器应用最为