近年来,在电力系统电力电子化快速发展的背景下,电力电子变压器得到了广泛的关注。自平衡电力电子变压器(Auto-balancing Electronic Power Transformer,A-EPT)作为一种具备自平衡能力的电力电子变压器,在中压配电网中充当新型能量媒介的角色。与一般电力电子变压器相比,自平衡电力电子变压器具备功率密度高、灵活可控等诸多优点,且可以有效应对原副边不平衡状态,对于改善电网质量,建设智能电网具有重要的意义。主要内容及创新点如下:首先自平衡电力电子变压器采用了典型的高压级、隔离级和低压级的三级结构。输入级采用了级联H桥整流器,有效提高装置耐压等级,可较好地应用于中压大功率场合;隔离级采用了双有源桥结构的DC-DC变换器,实现电压等级变换与电气隔离;低压级每相采用了三个单相逆变器交错并联,以实现自平衡功能。其次建立了自平衡电力电子变压器整体及各级结构的数学模型,在此基础上,分别对三级结构的控制策略进行分析与设计。针对高压级级联H桥整流器中广泛存在的相间稳压与相内均压问题,提出了一种分层复合控制方法,有效实现整流的同时保证了输入侧的单位功率因数运行。通过对隔离级LC谐振式DC-DC变换器功率传输特性的分析,采用功率前馈的补偿控制策略实现了隔离级功率传输控制。针对低压级单相逆变器并联过程存在的环流问题,着重分析了下垂控制的控制机理,在低压级逆变控制中引入了基于虚拟阻抗的鲁棒下垂控制,实现了功率均分,同时提高了控制系统的动态性能。最后设计了自平衡电力电子变压器的主电路参数,具体介绍了高低压级滤波器和直流侧电容的选择方法及中频变压器的设计思路。基于MATLAB/Simulink仿真环境,搭建了150kVA容量A-PET系统仿真模型,通过暂稳态仿真,验证了文章所提出的控制策略及理论分析的正确性。