电力电子变压器是一种新型智能电力变压器。它在传统电力变压器的基础上引入电力电子变换技术,实现一、二次侧电压的灵活控制。随着大功率电力电子器件制造能力的提高和电力电子变换控制策略的改善,电力电子变压器有望解决现代电力系统所面临的诸多问题。本文在详细分析电力电子变压器基本原理的基础上,对不同的实现方案,推导了其通用数学模型。在此基础上,对三级控制策略的输入级采用电压外环、电流内环的双环解耦控制策略；中间隔离级等效为比例放大器,采用开环控制策略；输出级采用瞬时电压值外环、瞬时电流值内环的双环控制策略。通过仿真研究,可以得到良好的输出电压波形。对传统PI控制器进行了分析,指出了PI控制只能实现对直流量的零稳态误差控制,不能实现对交流量的零稳态误差控制。在前人研究的基础上,通过把传统PI控制器中的积分环节换成复数积分环节,并在比例-复数积分中加入微分环节,提出了一种既能实现交流量零稳态误差控制,又能提高控制系统动态响应速度的比例-复数积分-微分控制器。并对该控制器的控制性能进行了仿真分析,得到预期的控制效果。在Matlab/Simulink软件中,对设计的电力电子变压器进了仿真。结果表明,电力电子变压器可以有效提高电力系统的电能质量,特别是电力系统在各种非正常运行状态中,可以有效地控制输出电压的稳定。通过建立风电并网模型,对微电网中系统频率偏移问题进行了重点研究。结果表明,配有储能系统的电力电子变压器基本不受输入侧电压频率偏移的影响,保证输出稳定的工频交流电压。通过简化电力电子变压器的拓扑结构,设计了简单的物理实验系统,对配电系统单相断线故障进行了实验。结果表明,电力电子变压器能够减小断线故障的影响,保持输出电压的稳定,验证了电力电子变压器的优越性。