序

為應對氣候變化，我國大力推進新能源和節能減排，并在第七十五屆聯合國大會上向全世界宣布了我國的雙碳目標。為實現雙碳目標，我國將大力發展風電、光伏等可再生能源，大力發展電動汽車、高鐵、城軌等電氣化交通，提升電氣化在能源生產、消費中的比例。然而無論快速發展的新能源還是不斷涌現的電動汽車充電站、數據中心等新型負荷，都存在隨機性、間歇性、波動性等問題，這對傳統交流配電系統的穩定運行帶來了嚴重挑戰，因此，需要發展新型配電系統技術。

近年來直流配電或交直流混合配電等受到了國內外的關注，相關技術處于快速發展階段。直流變壓器作為新型配電系統的核心部件，除具有傳統變壓器的升降壓和隔離功能外，還具有潮流控制、保護、系統穩定等獨特功能，適用新能源電動汽車充電等接入，并顯著提升配電系統的性能。高效率、高功率密度、高可靠性的直流變壓器是實現新型配電系統的關鍵裝備，成為當前電力電子領域的研究熱點。目前直流變壓器仍存在結構復雜、體積大、可靠性不高，且運行效率不如交流工頻變壓器高等問題。因此，有必要進一步深入開展直流變壓器拓撲結構、控制、設計與制造技術的研究開發，以實現直流變壓器技術實用化，助力新型配電技術的發展，促進新能源和電動汽車產業的發展。

東南大學陳武教授團隊在國內較早開展直流變壓器技術和中壓直流配電的研究開發，先后獲得國家自然科學基金優秀青年基金、國家重點研發項目等的支持，并積極與企業合作，成果在國內中壓直流配電網示范工程中得到應用。作者在系統總結直流變壓器關鍵技術研究成果的基礎上，撰寫了《直流變壓器拓撲、控制及應用》。該著作凝聚了研究團隊近十年的研究成果，首先回顧了直流變壓器相關研究現狀，梳理了直流變壓器拓撲結構，并對不同拓撲結構進行了比較。在此基礎上，介紹了高性能直流變壓器拓撲結構、控制策略、樣機研制。第一部分介紹了多模塊串并聯型直流變壓器的優化方法，包括基于三相三倍壓變換器的緊湊化直流變壓器及控制，諧振/雙有源橋變換器組合式直流變壓器，以及電容間接串聯式直流變壓器方案；第二部分介紹了模塊化多電平型直流變壓器及控制；第三部分圍繞直流變壓器樣機的設計，面向10kV直流配電系統介紹了120kW三相高頻隔離變壓器設計方法，以及2MW開關電容型直流變壓器的設計與實驗方法。

直流變壓器作為中壓直流配電系統中的關鍵裝備，是支撐新型配電網穩定、可靠、高效運行的核心關鍵。目前尚缺乏該方面的系統性書籍，該著作的出版對相關技術的普及和推動具有很好的作用，為從事新型配電技術的科技工作者或研究生提供了很好的參考書，并對高性能直流變壓器研發有良好的啟迪作用，將促進我國新型配電技術的發展。

徐德鴻 浙江大學教授