新建电气化铁路牵引负荷预测

为了评估新建电气化铁路对电网电能质量的影响,提出了一种基于实测数据的牵引负荷统计预测方法.该方法基于大量的牵引负荷实测数据,在统计分析其分布特征的基础上,选择带电有效系数、最大值、方差和偏度系数作为描述牵引负荷概率分布的主要特征量;应用模糊C均值聚类法,将42组牵引负荷实测数据分成10类,根据铁路设计部门提供的牵引负荷特征值,判断新建电气化铁路牵引负荷归属10类概率模型特征库中的某一类,进而可知其概率分布,采用蒙特卡洛抽样,即可获得新建电气化铁路牵引变电所馈线电流的预测数据;用均方差指标对拟合曲线进行误差校验,误差均在0.1以内,证实了方法的有效性.      

电气化铁路谐波概述

介绍了谐波的基本定义和线性负载与非线性负载的相关概念,分析了电力系统谐波源的相关知识。结合电气化铁路的自身特点以及在我国电气化铁路运营中由于谐波问题而产生的现象问题,对电力系统的谐波危害做出分析,提出合理的治理建议。尤其是针对电气化铁路中各个环节进行具体分析,包括对整个铁路牵引系统的不同环节分段考虑,利用现有的谐波治理手段与技术,提出了相应的优化综合治理措施,为电气化铁路的谐波治理提供了一些积极参考。     

思源的自信：最坚强的产品——访思源清能电气电子有限公司总经理何赵钢

电气化铁路是一种单向、整流的不对称波动负荷,且由于铁路运输的特殊性,其牵引负荷波动频繁,变化剧烈,并对电力系统产生无功功率、谐波、负序等不利影响。因此,在轨道交通领域,电能质量的治理就显得尤为重要。目前,记者采访了思源清能电气电子有限公司总经理何赵钢先生,他为我们详细介绍了轨道交通领域的电能质量问题和可靠的解决方案。     

新型电缆贯通供电系统载流机制

新型电缆贯通供电系统能够取消电分相环节,延长供电距离,并有效治理电气化铁路中的电能质量问题. 但电缆牵引网（cable traction network, CTN）包含不同的电压等级,基波电流要首先经过牵引网的各个环节,最终汇聚到列车负载;而列车发射的谐波电流要经过两级渗透,最终返送到公用电网. 为研究电缆贯通供电系统的载流机制,针对CTN的特殊拓扑结构,根据双口网络分析方法,建立了车网耦合系统等值电路;分析了CTN中的电流传输规律;利用仿真模型,研究了CTN中的谐波电流分布与中心变电所（main substation, MSS）的谐波电流含量. 研究结果表明:当系统内有8个短回路时,单车工况下,基波电流主要在列车所在的单侧供电区间传输;机车电流与MSS电流之比小于4 （牵引变压器变比）;MSS谐波电流含量较列车处最多降低了43.5%.      

电气化铁路同相储能供电技术

为进一步优化电气化铁路牵引变电所经济节能运行,提出了一种电气化铁路同相储能技术研究方案. 该方案基于运行图和历史数据,以负荷削峰为控制目标,实时控制储能装置充放电,治理以负序为主的电能质量问题;同时,降低系统对设备容量要求,节省运行费用,并能有效利用列车再生制动能量. 以京沪高铁实测数据分析了同相储能供电系统解决负序的有效性,并以飞轮作为储能装置进行了仿真分析和试验验证,最后分析了同相储能供电系统的经济性能. 研究结果表明:同相储能供电技术可取消50%电分相环节,治理负序的效果由储能装置功率决定,当储能装置功率为牵引负荷功率95%概率大值的10%时,可降低负序限值10%.      

基于支持向量机的电力系统谐波源识别研究

1研究的意义 随着电力系统的飞速发展和电力电子器件的广泛应用，电能质量问题已经非常突出并引起高度重视。谐波是电能质量的主要指标之一，也是关注重点。国内外众多学者致力于对谐波进行深入研究，是电力系统领域的热点问题。众所周知，谐波的危害是多方面的，     

额定功率下高速机车谐波特性的仿真分析

通过综合分析高速机车脉宽调制(PWM)整流器谐波电压产生的过程和牵引供电系统的谐波阻抗特性,对高速机车以额定功率运行时谐波的动态特性进行了计算和分析.采用双傅立叶级数和Bessel函数推导出PWM整流器谐波电压的计算式;基于分布参数模型导出了接触网谐波阻抗的表达式,进而对串联、并联谐振进行了分析.在此基础上,对机车在额定功率下的谐波电压和谐波电流进行了仿真计算和频谱分析.结果表明:谐波电压和谐波电流的频谱特性均与机车位置有关,尤其是谐波电流的变化更大;特定次谐波在特定线路位置发生串联谐振,且谐振位置随机车位置变化;谐波电流含量很小,主要集中在3～9次低次谐波和发生串联谐振的频带.     

电网谐波对电能计量的影响

为降低电力运营成本,以配网谐波为研究对象,分析谐波对电能计量的影响,并讨论了谐波情况下电能计量方式对供、用电双方的影响,提出了针对性的电能计量方法,分析了有效的电能计量方式所带来的节能效益。     

牵引网高次谐波对高低压三相系统的渗透特性

为研究牵引网高次谐波对高低压三相系统的影响,建立了阻抗匹配平衡变压器谐波模型,分析了高次谐波对公共电网高压三相系统的渗透特性;建立了牵引变电所用逆Scott变压器谐波模型,分析了高次谐波对牵引变电所低压三相系统的渗透特性;对牵引侧高次谐波含量较高的牵引变电所进行了测试,分析了谐波实测数据,并与谐波模型分析结果进行了对比;提出了一种适用于牵引变电所低压三相系统的Y型阻波高通滤波器滤波方案,并研制了一套滤波试验装置.研究结果表明,牵引网高次谐波对公共电网高压三相系统的渗透较小,但会明显渗透到牵引变电所低压三相系统;滤波装置投入运行后,牵引变电所低压三相系统a相电压谐波畸变率由12.25%降为1.94%,b、c两相电压谐波畸变率也明显降低,滤波装置有效的滤除了高次谐波,改善了低压三相系统供电质量.      

十二相同步电动机对交-交变频调速系统谐波的改善

在给出十二相交-交变频器输出谐波电压的基础上,对交-交变频十二相同步电动机调速系统四"Y"综合d,q电压谐波进行了推导,结果表明,四"Y"d,q电压谐波可以互相抵消,使得d轴和谐波电压为零、q轴和谐波电压中仅含有幅值很小的少数次谐波,进一步对电流谐波、电磁转矩谐波的分析证明这种电压谐波抵消作用对改善交-交变频十二相同步电动机的谐波特性具有良好的效果.仿真和试验结果验证了理论推导的正确性.     

配电网谐波的产生及治理措施

分析了配电网谐波产生的原因,指出随着现代工业的发展,大量换流设备不对称负荷等非线性用电设备在配电中的应用,这些负荷产生大量谐波注入电网,造成电压波形畸变,电能质量下降。此外当配网无功补偿电容器选择不当时,还会引起谐波放大,造成更严重的后果,因此应采取措施治理。     

电参量谐波测量算法的研究

对影响电参量测量精度的谐波进行了分析,分别对谐波环境下电参量的几种微机测量算法:平均值法、离散积分法、离散傅立叶变换法(DFT)、快速傅立叶变换法(FFT)进行了比较研究,同时提出提高电参量测量精度和速度的有效方法,并对模拟信号进行了电压、电流、功率等参数的仿真测量.结果表明,快速傅立叶算法(FFT)具有实现简单、精度高的特点,对于谐波环境下电参量测量是可行的和有效的.     

单相SAPF系统谐波电压检测与控制的仿真

为了改善用户侧电压质量与谐波问题,通过分析单相串联型有源电力滤波器（SAPF）的结构、原理及特点,提出了单相SAPF系统谐波检测的方法;同时借鉴单相SVPWM技术原理,将开关模式优化的SVPWM技术应用于单相SAPF系统中,提高了系统波形控制精度;利用Matlab软件,建立了基于上述谐波检测和系统波形控制的单相SAPF系统的仿真模型,并利用该模型对动态电压跌落与闪变等电压故障状态进行了动态补偿的仿真.仿真结果显示：本文提出的SAPF滤波系统不但具有良好的滤波性能,而且可以保障负载不受系统电压故障的影响,具有良好的工程应用前景.     

沙特轻轨列车谐波电流EMC问题影响分析

为解决沙特轻轨列车牵引谐波电流对轨道电路信号系统的电磁干扰影响问题,在分析谐波电流产生原因和轨道电路工作机理的基础上,通过对谐波电流仿真和测试数据的分析,明确了轨道电路受影响最为严重的工作频率;应用不同方法进行轨道电路内干扰电流测试,确定了干扰电流和列车速度之间关系;综合对比轨道电路抗干扰度实测数据,给出轨道电路在牵引...     

基于单相Heric并网逆变器的模型预测电流控制

针对单相Heric并网逆变器,为了提高并网电流的电能质量,提出一种基于虚拟电压的模型预测电流控制系统策略.首先,通过分析单相Heric逆变器的工作模态,建立了单相并网系统的数学模型;其次,由于常规Heric逆变器在开关转换过程中只能输出V_(dc)、0、-V_(dc)三种基本电压值,使其输出电压跳变幅度较大,从而导致并网电流谐波含量高,因此,提出了基于伏秒平衡原理增加Heric逆变器输出虚拟电压的解决方法;最后,仿真实验验证了该控制策略的正确性和有效性.仿真实验结果表明:所提出的基于虚拟电压的MPCC策略能够改善单相Heric并网逆变器的输出电压波形,能够保证并网电流快速、准确地跟踪其电流参考值,降低了并网电流的总谐波失真率.     

高频谐波电场下电缆终端过热点的形成机理

为解决高频谐波电场下应力控制型电缆终端绝缘迅速损坏的问题,探讨了高频谐波电场下应力控制型电缆终端过热点的形成与谐波电压频率之间的关系.对中压电力系统高频谐波电场进行了模拟试验,对其电缆终端进行了红外热成像分析以及瞬态非线性电场分析.研究结果表明:在高频谐波电场下,电缆终端表面局部区域形成明显的过热点,过热点的温度随叠加谐波频率的增加而升高;叠加的高频电压成分对过热点的形成具有较大影响,导致在局部区域形成明显的高场效应;随着谐波电压频率从100 Hz增大到20 kHz,该电缆终端局部区域的电场和发热量都呈现明显增大的趋势.     

动车组牵引传动控制策略对网侧谐波特性的影响

为了改善网侧电流谐波性能、降低某些特征频段谐波含量,CRH2型列车采用了多重化控制技术.本文分析了多重化控制策略对网侧电流谐波的影响,通过分析和实测表明：使用载波移相多重化控制技术能有效地抑制某些频段特征谐波,显著降低了网侧特定频段的谐波含量,改善了列车网侧电流质量.     

基于LabVIEW的牵引供电电能质量检测与分析装置研究

针对现有电能质量检测装置只适用于三相四线制电力系统,在分析牵引供电系统多达16路电量信号时,不能对各电量信号间进行相关性分析的不足,以LabVIEW为平台开发了一套适合牵引供电系统特点的电能质量检测与分析程序。该系统实现了多路同步信号采集;利用三点法实现对牵引供电系统频率的测量、对称分量法精确计算牵引供电系统负序含量、离散傅里叶变换（DFT）实现s级谐波和间谐波检测;同时完成5类稳态电能参数的实时计算、存储、统计分析、报表等功能模块,并具备对暂态电能质量事件捕获、分析等初步功能,满足了铁路牵引供电不同供电方式下实时同步检测的要求。     

基于QPR调节器谐波补偿的并网逆变器控制研究

为改善微电网系统中的输出电能质量,针对并网逆变器输出电流中存在的谐波问题,设计了一种附加谐波补偿器的QPR控制器.首先,建立三相并网逆变器系统的数学模型;然后针对QPR控制方法无法消除逆变器输出电流中谐波的问题,构造了QPR调节器与谐波补偿器并联的电流控制器,以实现对逆变器输出电流中谐波的抑制;最后建立基于QPR调节器谐波补偿的并网逆变器仿真模型.仿真结果表明,所构建的电流控制器系统具有谐波补偿能力,采用该控制策略的并网逆变器系统具有高质量的输出电流和较小的功率及频率波动.     

用脉冲整流器实现的电子模拟功率负载

对采用电压型脉冲整流器实现的电能反馈型电子模拟功率负载进行了设计研究,控制系统采用了性能优良的专门应用于实时控制领域的数字信号处理器TMS320F240,优良的控制方法使得所研制的功率负载在实现电能的再生并网时功率因数趋近于1．0,且电压和电流谐波满足1EEE－519标准。实验结果证实该方案能很好地解决直流电源出厂试验问题。