随着我国新能源发电技术的不断进步,风力发电机组占我国发电机组总容量的比重逐年增加,随之而来的风电场弃风问题日益严重,如何有效消纳风电,合理利用风电资源,成为了当前我国新能源风电技术发展所面临的一大挑战;与此同时,在我国工业的不断发展与城市面积不断扩大的同时,空气污染问题成为了我们必须面对并解决的问题,尤其表现在我国北方冬季供暖时期,大量传统燃煤供暖设备的使用对环境造成了极大的污染,就是在这样背景下,以电磁感应加热技术为核心的电热换能器储热系统,凭借其清洁高效、电热转化率高、加热速度快等优点成为了消纳风电、减少环境污染的重要工程设备。本文针对电热换能器电源的设计及其有关重要技术问题展开如下研究:首先,介绍了感应加热基本原理及其影响因素;针对于电热换能器的主要用途,设计了电热换能器应用于风电消纳供电的电网系统结构图并制定了电热换能器的储热系统工程设计方案;针对电热换能器的工作环境与要求,设计主电路结构并对其电路特性进行了详细的分析。其次,在电热换能器的实际应用中,针对并联倍容和分时倍频两种逆变器,分别进行了拓扑结构、工作过程的分析,并对两种逆变器的扩容能力、损耗大小进行了详细的理论分析与公式推导;分析和比较了逆变器的不同控制方法,确立了移相控制对于本文设计要求的优越性;设计了移相—分时倍频逆变电路,详细介绍了每个时刻逆变电路的具体工作状态;采用Matlab/Simulink与英飞凌官方IPOSIM仿真软件对以上电路进行仿真,得出了逆变器负载电路的工作特性曲线。此外,在分析和研究的基础上,对100kW/16kHz的电热换能器进行参数计算及器件选型;并根据所设计的控制系统对基于STM32F107VCT6单片机的硬件电路进行设计,主要包括电源电路、水位及进出水温度监测电路、保护电路、驱动立板、频率跟踪及锁相电路等,并通过Multisim仿真软件进行实验验证。最后,根据计算的器件选型、设计的硬件电路及加热筒的结构示意图,制造了电热换能器的试验样机,进行电热换能器设备试验,得到工作特性曲线,证明了设计方案的准确性。