电气化铁路综合补偿器控制策略研究

为解决电气化铁路牵引供电系统中存在的负序、谐波与无功等电能质量问题,设计一套由三相三电平补偿器通过多绕组降压变压器并联构成的综合补偿器。根据综合补偿器的基本结构与工作原理,设计适用于牵引供电系统中有害电流的检测策略,提出基于正、负序双闭环控制与预测电流控制相结合的复合控制策略,以实现综合补偿器直流侧电压的稳定与负序、无功和谐波电流的实时补偿。通过仿真和试验验证综合补偿器及其电流检测、控制策略在解决牵引供电系统三相网侧的负序、谐波和无功等电能质量问题方面的可行性与优越性。补偿后,变电所网侧功率因数可达0.99以上,总谐波畸变率低于3%,电流三相不平衡度低于2%,为工程应用提供了有价值的参考。     

不平衡负载下三相逆变电源控制方法的研究

基于对称分量法和叠加原理对三相逆变电源在不平衡负载下产生三相输出电压不对称的机理进行了系统的分析,得到了输出电压正序、负序、零序分量不同的补偿特性.设计了一个简单可行的同步正序/负序参考系控制器,有效地补偿了不平衡负载引起的逆变电源输出电压畸变,保证了逆变电源在任意不平衡负载下均能维持三相平衡的输出电压.最后通过Matlab仿真结果验证了理论分析和所提出的控制方法的正确性.     

相位检测误差对链式静止同步补偿器稳态输出精度的影响

无功补偿技术能有效提高电力牵引供电系统的供电质量。链式静止同步补偿器(STATCOM)需要对电网电压相位进行准确跟踪,以向系统补偿合适的无功,然而相位检测偏差会降低装置输出电流的精度。分析了在解耦控制和分相瞬时电流控制两种控制策略下相位检测误差所带来的影响,并推导出稳态电流精度与相位检测误差及无功电流指令之间的关系式,得到在满足稳态精度时不同无功电流指令下相位检测误差的容许范围;最后通过仿真验证理论分析的正确性。     

电铁综合补偿电流实时检测方法研究

有源滤波器是对于非线性负荷电流谐波抑制和无功补偿的重要装置,其中关键的环节就在于其能实时准确地检测谐波和无功电流。本文结合单相负荷谐波、无功电流检测与平衡变压器能够抑制负序条件,提出了2种能够不受左右供电臂负荷限制,能完全动态检测电气化铁道负序、无功与谐波的检测方法,并在MATLAB/SIMULINK下仿真证明该方法可以动态、准确地检测出牵引供电系统负序、谐波及无功电流,并实现三相平衡。     

京沪高铁固镇变电所直挂式高压有源滤波器测试分析

随着大量不同型号的电力机车上线运行,电力机车产生的谐波和无功分量影响了电网电能质量,严重时影响电气化铁路的正常运行,牵引供电系统谐波治理和无功功率补偿得到运营单位的广泛关注.依托京沪高速铁路谐波治理工程,研制了直挂式高压有源滤波器,并在固镇牵引变电所两供电臂T-N间分别装设进行运行测试,实时监测铁路供电系统负序和牵引网谐波电流.通过有源补偿装置补偿,能吸收牵引供电系统2～13次低次谐波,改善功率因数、电压质量及负序和减少谐波对供电系统的影响.     

电气化铁路负序电流治理方式的综合比较

传统交直型电力机车的电气化铁道主要电能质量问题是负序、无功与谐波,高速交直交型机车的运用会使无功与谐波问题最终得到解决,但负序电流问题则会因高速铁路牵引功率增大而变得更为突出。在系统侧加装SVC设备可以有效抑制负序电流。基于新型快速磁阀控电抗器MCR构成的动态补偿设备在高电压等级应用时,其经济性、可靠性、安全性和适用性等方面都较传统SVC装置有了较大的提高。     

牵引供电系统电能质量扰动在线检测研究

提出了一种基于改进锁相环(EPLL)系统的电能质量监测方法,该方法可检测目前最常见的一系列电能质量干扰,具有较好的实时性,对检测系统的内部参数微小变动和电力系统频率变化有较强的鲁棒性.文中给出了EPLL的系统结构图,利用Matlab/Simulink对谐波、电压波动、电压下跌和电压上升、有功、无功电流的检测进行了仿真,结果表明,EPLL系统可实时跟踪输入信号的基波分量,分离出谐波分量和无功分量,可以作为电力有源滤波补偿的参考信号,构造多种用途的电能质量补偿装置.     

三相四线并联型无功补偿与有源滤波装置的研究

研究了三相四线并联型无功补偿与有源滤波装置的工作原理和控制方法，该装置利用同步旋转坐标变换方法分析系统电压和负载电流，生成实时指令电流，并控制电压源逆变器输出补偿电流，达到综合补偿电力系统的谐波、无功，并解决负载不对称运行等问题的目的。     

在110kV侧综设SVC站对供电质量治理的探讨

论述在牵引变电所电源侧加装静止型动态无功补偿装置,可有效解决由于电铁负荷运行产生的负序电流给供电系统和附近发电机造成的影响,获得抑制高次谐波、降低电压波动和闪变、提高设备运行可靠性等综合效果。     

电气化铁道感性容性无功不对称补偿方法研究

提出了由有源无功补偿结合固定并联滤波器应用于感性容性无功不对称的电气化铁道的方法,该方法既具有双向连续调节又具有节省投入无功发生器容量的优势。该补偿器结合PWM技术电流直接控制方法来控制逆变器的无功输入与输出,实时调节牵引变压器二次母线电压,克服了传统晶闸管控制电抗器的谐波问题,逆变器的工作容量仅为补偿容量的25％。最后通过仿真加以证明其可行性和有效性,并进行了经济比较分析。     

串联H桥形式的直接耦合SVG装置的仿真研究

为减少功率器件的数目，提出性能，提出一种新的采用直流环节电压不等的Ｈ桥串联形式的高压逆变电路，并针对其用作直接耦合ＳＶＧ装置时的控制策略问题进行了仿真研究。     

三电平逆变器中点电位控制算法研究

介绍了中点箝位型三电平逆变器的工作原理,根据其特有的拓扑结构分析了PWM调制方法,针对直流侧电容中点电位漂移的问题,提出了每相调制波叠加零序电压分量的控制策略。最后对该控制策略进行Matlab仿真,仿真结果验证了控制策略的正确性和可行性。     

链式SVG补偿不平衡负载时的直流电压控制方法研究

链式静止同步补偿器每相各个功率单元的直流侧电容器分别独立,且无单独的充电回路,因此保持这些独立电容器的电压一致、直流电压平衡是装置安全可靠运行的前提。对三相三线制星形连接主电路组成的装置在补偿不平衡负载时出现的相间直流电压偏差进行了定性分析,解释了由于各相出力不一样带来的相间直流电压偏差问题。利用仿真软件PSIM,分析了负载不平衡度和该直流电压偏差的关系,并利用添加零序电压分量的方法使得各相直流电压独立可控,得到适合工程应用的SVG整体控制策略方法。     

模块化多电平变流器预充电控制及其SVG实验

介绍了模块化多电平变流器的拓扑结构与工作原理,提出了适用于模块化多电平变流器的控制策略与子模块储能电容预充电策略,并进行了SVG样机研制。相关实验结果表明：模块化多电平变流器具有良好的动态响应性能,输出电压电平数较高,电压谐波含量小,工程应用前景十分广阔。     

高速动车组无拍频控制方法研究

在高速动车组牵引传动系统中,由于单相供电制式的应用,会在单相脉冲整流器的直流输出环路上叠加一个2倍于电网频率的交流脉动电压分量。该脉动电压分量会使牵引电机产生拍频现象,从而导致牵引电机电流三相不平衡、转矩脉动增大等问题。针对这一现象,提出了一种基于频域分析的无拍频控制算法。该算法是在对拍频形成原理及输出电压谐波的理论分析基础上,通过在牵引逆变器输出频率上叠加一个映射直流电压脉动分量函数进行频率补偿,以消除低频谐波分量。结合矢量控制系统,完成了算法的仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,该无拍频算法可有效抑制牵引电机拍频现象。     

载波移相控制级联十一电平变频器的仿真研究

级联多电平高压大容量变流器已广泛应用于大型变频传动和电力系统,其各种拓扑结构和控制策略是研究的热点。文章对级联十一电平的电路结构和工作原理进行了介绍,用Matlab／Simulink软件在载波水平移相控制方式下进行系统仿真,并分析了输出电压波形和谐波成分。     

用8098单片机实现电压空间矢量脉宽调制

电压空间矢量脉宽调制是一种先进的调制方法。本文介绍了其基本原理和输出电压，建立了开关模型和最佳开关顺序。分析了滞后开通时死区时间对输出电压的影响，提出了补偿方法，用８０９８单片机系统来实现电压空间矢量脉宽调制，具有简单，可靠的优点，试验结果证明，变频器运行稳定，输出波形正统性较好。     

城市轨道交通再生制动逆变回馈装置锁相技术研究

以PWM(脉宽调制)整流器为核心的逆变回馈型吸收装置,已逐渐成为城市轨道交通车辆再生制动能量吸收装置的主流。提出的基于双同步坐标系变换的软件锁相环(DDSRF-SPLL)相比传统的单同步坐标系软件锁相环(SSRF-SPLL),更能快速有效地提取三相电压在三相不对称、三相畸变、单相或两相电压接地等情况下的电压相位、基波频率和正负序分量的大小,为逆变回馈型吸收装置提供有力的相位保障。仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。     

集成谐波阻尼功能的单相光伏发电系统

针对单相LC型并网逆变器与电网阻抗间可能发生的谐振现象进行了研究。为了提高公共连接点电压质量,抑制背景谐波电压在公共连接点的谐振放大,将阻性有源滤波器的功能引入光伏并网逆变器。集成谐波阻尼功能的单相光伏并网系统可有效抑制背景谐波电压的谐振放大,但交直流侧瞬时功率交换会导致直流侧电压出现高频纹波分量脉动。为此,通过引入低通滤波环节和优化电压电流环参数设计,达到了减少直流侧电压纹波对电流环控制影响的目的。理论分析和仿真结果验证该方案的有效性。