基于多相整流的船舶电力推进系统谐波抑制

变频器等电力电子设备在船舶电网中的使用,将使变频器输入回路产生大量谐波.为减小谐波对电网的污染,对6脉波、12脉波、24脉波整流器的输入侧电流谐波进行了分析,对船舶电力推进系统不同工况下的网侧电流谐波进行了仿真研究.仿真结果表明,多相整流技术是抑制谐波的有效方法,整流相数越多,变频器注入电网的谐波含量越小;24脉波整流应用在船舶推进系统上可大大减小船舶电网的谐波含量,有效地提高电网品质.     

基于APF的盾构机无功补偿与谐波抑制研究

在盾构机供电系统中,由于目前采用的补偿方案无法在不同工况模式下对系统进行动态无功补偿及谐波治理.为此,提出了在盾构机供电变压器低压侧装设有源电力滤波器(active power filter,APF)的无功补偿与谐波治理方案.首先,在双闭环控制理论的基础上,引入模糊自适应PI控制器以改善APF直流侧电容电压的稳定效果;其次,利用电压控制器的输出和电网电压产生的基波因子相乘得到指令信号,控制APF进行无功补偿和谐波抑制;最后,在Matlab/Simulink环境下进行了仿真.实验结果表明,提出的方法能在负载变化的情况下有效地滤除系统中的各次谐波并提高功率因数,同时该方法不需要进行谐波电流检测,降低了算法的复杂度,能有效降低硬件成本.     

含双向变流装置的城轨牵引供电系统协同供电潮流计算

双向变流装置可以有效抑制牵引变电所直流侧网压的波动,减小跨区间传输的电流，限制钢轨电位.鉴于电双向变流装置与整流机组的协同控制策略会对城轨牵引供电系统潮流产生直接影响，提出双向变流装置与24脉波整流机组协同供电的方案，分析该方案下牵引变电所的综合输出外特性；建立计及换流装置精确有功损耗的牵引变电所供电计算模型，并提出考虑滞环比较的多状态切换控制策略，实现含双向变流装置的城轨牵引供电系统协同供电潮流计算；通过与Simulink仿真结果对比，验证算法的有效性及准确性.以某地铁工程为例进行仿真，仿真结果表明：协同供电方案下，牵引网网压上升，全线上、下行钢轨电位最大值分别降低12.6%～15.6%、14.7%～17.5%，直流牵引供电系统损耗、系统综合成本最多可分别降低9.7%、1.17%；随着双向变流装置整流启动电压增大，部分牵引变电所的整流/逆变功率增大，直流牵引供电系统损耗先升高后降低，但钢轨电位变化不大.在实际工程中，双向变流装置的逆变启动电压一定时，适当提高其整流启动电压可以获得更佳的节能效果.     

城轨(地铁)24脉波牵引供电系统分析

对目前城市轨道交通中比较先进的24脉波整流供电系统结构原理进行分析,通过计算得出理想情况下移相变压器各绕组匝数与移相角度θ之间的关系.然后利用傅里叶变换推导出m脉波整流电路输出量的一般公式,通过将m脉波整流电路输出量的电压纹波因数γu进行对比,可知m越大时,γu越小,从而得出24脉波整流电路在抑制谐波方面的作用显著.     

非理想电压下有源电力滤波器的电流检测

分析了有源电力滤波器（APF）电流（ip-iq）检测法中影响检测精度的因素，包括低通滤波器和锁相环的频率及相位检测误差．为消除电流检测中非理想电压带来的锁相环检测误差，提出改进的电流（ip-iq）检测法．在该方法中，将APF直流侧电压的调整部分单独考虑，调整量加入到经过低通滤波器滤波并经反变换环节得到的基波电流信息中．这样，未经过反变换的直流侧电压调整值不受锁相环误差的影响．仿真验证了改进方案能有效降低非理想电压对电流检测精度的影响，提高APF性能．     

全电力船用电力系统谐波计算方法

介绍了一种现代船用电力系统谐波分析方法,旨在为解决该类系统的谐波干扰问题提供参考.文中推导了12脉波和24脉波整流单元交流电网谐波的表达式,理论上分析了移相变压器对谐波分量的抑制原理,在实验室中对一套模拟电力系统进行了现场测试,实验结果对计算模型的准确性进行了验证.     

基于自抗扰解耦的电力电子牵引变压器整流级直接功率控制

【目的】为改善电力电子牵引变压器（PETT）整流级在传统dq电流解耦双闭环控制下抗干扰能力差、对参数变化敏感、谐波含量高等问题。【方法】通过对直接功率控制（DPC）的解耦方式进行改进,提出了一种无需系统角频率和电感参数基于自抗扰控制（ADRC）的功率解耦控制器。最后,在Matlab/Simulink中搭建模型进行不同工况的仿真分析。【结果】仿真结果表明新型控制策略较传统控制策略网侧电流THD值减少5.38%,等效电感突变时电压跌落值减少48 V,电压频率偏移时电压跌落值减少14 V,新型控制策略在负载突变和负载不平衡工况下具有较好的平衡控制效果。【结论】该控制器通过解耦实现了有功功率和无功功率精确且独立的控制。仿真结果验证了所提控制策略的合理性与有效性。     

并联型自适应有源电力滤波器的研究

基于神经网络的自适应谐波电流检测方法是应用于下一代有源电力滤波器的主要控制方法，把这种谐波电流检测方法应用于并联混合型有源电力滤波器，提出了一种新型有源电力滤波器系统，利用Matlab得到的仿真实验结果表明，这种新型有源电力滤波器系统不仅结构简单，而且对电源和负载的扰动不敏感，有较强的自适应能力。     

基于DSP的双级式矩阵开关电源系统的研究

为解决传统大功率开关电源系统中，整流侧产生大量谐波电流而使得系统的输入功率因素低，且谐波畸变率（Trio）高的问题，本文基于TMS3320FL2407系列DSP，采用空间矢量脉宽调制（SPWM）技术，设计出矩阵式开关电源系统．经仿真实验分析．矩阵式开关电源系统可以有效地改善输入侧电流波形质量，并使得系统的功率密度有所提高．     

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.     

牵引变电所直流空载电压的换算与估算

章阐述了牵引变电所直流空载电压过高的原因,选取整流机组的交直流电压换算系数,将24脉波工况采用了6脉波的计算值;结合试验数据说明了压仓电阻的主要作用,并介绍了其值的估算方法。     

级联H桥APF的CPS-TPWM调制策略及应用初探

电气化铁路牵引负荷的非线性、不对称和波动性所引起的谐波、三相不对称等,会显著影响牵引供电系统的供电质量,并联电容器组无源补偿或带有复杂降压变压器混合补偿的工程措施,其动态补偿性能较差,且系统构造复杂.基于此,提出将级联H桥多电平单相有源电力滤波器(APF)直接接入牵引供电网,并引入载波相移梯形波脉宽调制(CPS-TPWM)策略,实现系统的补偿控制.通过Matlab/Simulink环境下搭建的27个单元的单相级联H桥APF主电路和控制系统模型,仿真验证了补偿控制方案的可行性和有效性.     

牵引供电系统建模及其对电网谐波的影响

利用Matlab/Simulink仿真软件,搭建了AT牵引供电系统的车-网联合仿真模型,并多角度分析其对电网谐波的影响.首先建立了考虑阻抗和导纳影响的牵引网集中参数模型,在此基础上搭建了全并联AT牵引供电系统仿真模型,之后将搭建的SS9型、CRH2型牵引负荷仿真模型连接在AT供电系统模型中.利用该车-网联合模型,仿真分析牵引负荷在不同位置、数量及型号下电网的谐波电流、电压的总畸变率.仿真结果表明该模型能更精确得反映牵引供电系统对电网谐波影响的实际情况.     

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%.      

基于有源滤波器和斯科特变压器的同相牵引供电系统

提出了一种采用斯科特变压器和平衡变换装置的铁道牵引供电系统同相供电方案。平衡变换装置由两个电压型单相有源滤波器构成，用以补偿负载的无功和谐波电流，以及变压器两副边绕组的不平衡电流。无论负载实际的特性如何，经过变换之后在变压器的输入侧都表现为三相对称的纯阻性负载。文中分析了系统的结构和工作过程，提出了单相有源滤波器的状态优化控制方法。以一列满载运行的机车为对象，进行了供电系统的软件仿真研究，仿真结果证实了该系统的正确性。     

考虑牵引所多运行状态的城轨交直流供电计算

城市轨道牵引变电所存在多种运行状态:整流状态、整流机组关断状态、逆变回馈装置恒定电压运行状态、逆变回馈装置最大功率运行状态. 针对潮流计算中牵引变电所状态的不确定而影响计算收敛性的问题，提出一种考虑牵引变电所多运行状态的城轨交直流供电计算算法. 该算法对逆变回馈装置和车载制动电阻建模，根据迭代过程中牵引变电所网压、电流，采用滞环比较策略确定牵引变电所状态，通过交直流交替迭代方法求解潮流. 对某地铁工程进行仿真分析和实测验证，结果表明:仿真与实测的牵引变电所负荷过程曲线Pearson相关系数为0.76～0.92；逆变回馈装置节能率的仿真结果与实测误差不超过1.7%；在全线整流机组空载电压较高的场合，当逆变回馈装置的启动电压设置在1750 V以上时，消耗在车载制动电阻上的能量显著增大.      

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.     

无锁相环单相任意次谐波电流实时检测方法

提出了无锁相环单相任意次谐波电流实时检测方法．将谐波电流变换成低频信号,用转换矩阵代替常规谐波电流检测方法中的锁相环,用积分均值法代替低通滤波器提取低频信号,对低频信号再通过函数逆变换,检出谐波电流,分析了该方法的检测误差．仿真实验表明,提出的检测方法不受直流偏移影响,能自动跟踪系统频率,与采用低通滤波器提取低频信号的谐波检测方法相比,提高了检测精度和动态响应速度．     

关于高架车站动力变压器容量选择的探讨

通过对广州地铁四号线高架运营线路,车站使用空调季节及非使用空调季节动力变压器低压侧电流测量值、车站低压负荷资料、低压负荷计算资料的分析,提出对高架车站动力变压器容量计算中存在的一些问题,并给出动力变压器容量选择的一些建设性意见。     

多相发电机整流供电系统短路限流装置分析与设计

在需要大功率高品质直流电源的场所，通常采用多相同步发电机整流系统供电．但是，该类系统直流侧发生短路时，将产生巨大短路冲击电流，而现有的断路器已无法满足其分断和系统保护的要求．为此，提出了供电区域问设置固态限流装置的限流方案．分析了12相发电机整流系统的直流侧突然短路时的初始电流特性，得到了描述12相发电机整流系统短路初瞬的简化模型．在此基础上，给出了12相整流发电机电源参数对固态限流装置承受的最大电压和最大电流的影响关系，为限流装置的设计提供了理论依据．通过MATLAB仿真验证了简化模型和所推导结论的正确性，并表明该限流器设计合理，限流效果明显．