基于Dd接线变压器及静止无功发生器的电气化铁路同相供电综合补偿方案

为解决电气化铁路以负序为主的电能质量问题,提出在牵引变电所设置基于Dd接线变压器及静止无功发生器的负序补偿装置的电气化铁路同相供电综合补偿方案,根据负序补偿装置的结构,将同相供电综合补偿方案分为2端口补偿模式和3端口补偿模式;通过定义无功补偿度和负序补偿度,构建2端口补偿模式和3端口补偿模式下的综合补偿数学模型,基于此定义最大无功补偿量,给出确定综合补偿方案的流程;针对不同补偿模式,提出相应的控制策略,并仿真验证综合补偿方案及控制策略的正确性和可行性。结果表明:综合补偿方案在实现公共连接点处负序综合补偿的同时,还能兼顾该处牵引负荷可能引起的谐波的补偿。     

SVG技术在电气化铁道应用的探讨

对静止无功发生器(SVG)综合补偿原理进行分析,研究SVG在牵引供电系统中的综合补偿作用。分析适用于SVG的动态无功补偿计算方法,并给出计算流程。针对电气化铁路中存在的无功、谐波和负序等严重影响电能质量的问题,探讨SVG技术在电气化铁道中的应用。     

两相型SVG在电铁电能质量治理中的应用研究

介绍了我国电铁电能质量现状.在分析SVG原理的基础上,提出了用于电铁电能质量治理的两相型SVG方案,就适用于电气化铁道的阻抗匹配平衡型变压器进行了SVG的补偿机理与算法研究.该方法和传统仅作为无功补偿的SVG相比,共用直流型SVG由于能进行有功功率的交换,抑制三相不平衡的能力进一步加强,充分发挥了SVG可以利用VSC变流器进行有功无功双向调节的优越性.以某牵引变电站为例,进行了电能质量综合指标的考核,得出并联两相型SVG是我国电气化铁道电能质量综合治理的理想装置.     

高压链式逆变器输出滤波器优化设计

铁路配电所电能质量治理装置采用高压链式逆变器完成DC/AC变换,通过功率单元级联实现交流高压输出,但输出电压中含有大量高次谐波。为了降低输出的高次谐波含量,提高电能质量治理效果,文章对载波移相调制(CPS-PWM)下高压链式逆变器输出电压中的基波以及各次谐波进行分析。根据理论分析确定LC低通滤波的截止频率,同时考虑输出阻抗、空载损耗以及不同负荷下系统稳定性,提出滤波器优化设计方法。并通过研制的拟用于电气化铁路配电所的10k V 2MVA高压逆变器进行实验,对理论分析进行验证,试验结果证明优化设计方案是可行的,达到了提高输出电能质量的效果。     

朔黄铁路神池南牵引变电所电能质量治理研究

针对朔黄铁路神池南牵引变电所电能质量存在的问题,介绍电气化铁路电能质量常规治理手段,提出一种新型拓扑结构的动态无功补偿治理装置,并仿真计算新型装置应用于神池南牵引变电所后对电能质量的改善效果。     

适用于电气化铁路的级联H桥型有源电力滤波器

电气化铁路谐波、无功等电能质量问题越来越受到广泛关注,现有的治理措施大多为无源补偿或带有复杂降压变压器的混合补偿,表现出动态补偿性能不能满足要求或补偿器体积庞大、结构复杂等缺点。为更好地解决电气化铁路电能质量问题,提出一种级联H桥型单相多电平有源电力滤波器,无需降压变压器即可直挂于27.5kV牵引网运行。针对牵引供电系统高压、大容量的需求,结合实测数据合理规划主电路拓扑结构和系统容量,构建完整的控制系统,并提出一种改进的适用于单相电路的谐波检测方法。基于PSCAD/EMTP搭建仿真模型,仿真结果表明主电路拓扑结构和控制策略的有效性。     

电气化铁路SVG电流检测与控制策略的分析

本文针对电气化铁路牵引供电系统受到谐波及无功污染问题,探讨了采用静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)进行动态补偿的方案。在SVG补偿原理分析的基础上,分别对谐波及无功电流的检测方法和补偿电流的控制策略进行深入分析和对比,得出电气化铁路上SVG较为理想的控制方法为同步电流检测法配合三角波比较的方式,其具有较好的实时性和控制精度。     

基于混合补偿的同相牵引供电系统

为解决异相牵引供电方式存在的电能质量和电力机车过分相问题,将有源补偿和无源对称补偿技术相结合,提出基于平衡变压器接线方式的混合式同相牵引供电系统结构。文中给出混合式同相供电的统一补偿理论、无源补偿系统的无源元件参数计算方法、有源补偿的控制策略、无源和有源补偿的协调控制策略。最后,以采用YNvd接线方式的平衡变压器为例,采用MATLAB软件仿真验证该系统方案和控制策略的正确性。     

基于dq0算法的电气化铁路有源补偿技术研究

电气化铁路电力机车负载给铁路牵引供电系统和电力系统带来严重的电能质量问题,为了治理电网系统的电能质量问题,引入了有源电力滤波装置,该装置可以补偿电网中的谐波、无功,从而改善电网系统的电能质量。将dq0矢量旋转算法引入有源滤波技术中,该算法适应于各种负载电流的谐波检测以及系统的有效控制。仿真分析表明,基于dq0旋转矢量算法的有源滤波技术可以更有效地抑制电力机车带来的负序问题,并减少谐波、无功对电网的影响,提高了电网的电能质量。     

单绕组变压器隔离型多重化SVG装置研制及应用

设计了一套基于单绕组变压器隔离型多重化结构的静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)系统,讨论了其多重化结构的主电路设计,同时介绍了双闭环控制以及多重化载波移相正弦脉宽调制技术。试验和实际工程应用表明,该装置系统设计合理、可移植性强、补偿速度快、控制精度高、输出谐波含量低,完全满足工程化应用的要求。     

电气化铁路同相供电方案及经济性分析

介绍了电气化铁路采用同相供电与牵引变压器配合的综合补偿方案,能够实现取消牵引变电所出口电分相、对电能质量进行综合治理和节省牵引变压器容量,并以铁路工程为例进行了经济性分析。     

基于载波移相控制的脉冲整流器直流侧支撑电容电压谐波抑制研究

以电力牵引交流传动系统中两重化脉冲整流器拓扑为研究对象,以实现其直流侧支撑电容电压谐波抑制为目标,首先从理论上分析了直流侧支撑电容容量的设计方法;然后分析了稳态运行时直流侧电压高次谐波的产生机理,并重点分析了两重化脉冲整流器载波移相控制方法对直流侧脉动的影响.理论分析表明直流侧电压高次纹波主要分布在2倍开关频率附近,载波移相控制技术可以有效地抑制直流侧2倍开关频率附近的纹波电压,从而减小直流侧电压纹波系数.因此在传统直流侧支撑电容容量设计方法的基础上,加入载波移相控制可以进一步减小所设计的支撑电容大小.最后对未添加载波移相控制和添加载波移相控制的方法分别进行了计算机仿真和半实物试验测试.Matlab仿真和dSPACE半实物测试结果都验证了理论分析的正确性和有效性.     

电气化铁路电能质量的综合治理

介绍了电气化铁路负荷的特点及其对电力系统的影响,对采取电能质量综合治理的必要性和国内外采取的相应治理措施进行了分析,结合我国国情,提出了一种高性价比的综合治理电气化铁路电能质量的方案.     

基于V/v牵引变压器的新型电能质量治理装置研究

为解决高速、重载铁路V/v牵引变压器供电系统功率因数低、负序高、高次谐波污染等电能质量问题,提出了一种新型电能质量治理装置,分析了其电气拓扑结构及工作原理,研究了级联H桥均压和补偿电流实时跟踪控制方法及基于能量平衡的双主动桥功率控制策略,并通过仿真验证了该装置拓扑结构及控制策略的可行性和优越性。     

无功补偿装置在牵引变电所的应用

功率因数偏低是长期困扰电气化铁路的一个难题,给国家的电力资源造成了很大浪费.一些铁路部门也采取了利用电容补偿装置来提高功率因数的措施,但效果并不理想.介绍一种无功补偿装置--TCR型动态无功补偿装置的原理、结构、特点及在电气化铁路牵引变电所的应用效果,提出采用动态无功补偿装置改善电气化铁路电能质量、节能降耗的建议.     

基于MRPC的电气化铁道谐波治理技术研究

针对当前我国电气化铁路处于新旧技术的交替阶段、交直机车与交直交机车(动车组)混跑、牵引供电系统谐波含量丰富的情况,介绍了国内外电气化铁路谐波治理技术,重点介绍了指定次谐波电流分频控制研究现状;从电气化铁路的供电特点,分析低次、高次谐波分布;研究了以模块化多电平变换器为主电路拓扑的铁路功率调节器的谐波抑制技术,并将其与无源高通滤波器相结合,提出一种适用于牵引供电系统的谐波抑制策略,实现指定次谐波与高次谐波的抑制。在RT-LAB平台下搭建了仿真模型,仿真结果验证了该控制策略的可行性。     

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。     

基于三态滞环控制的电气化铁路电能质量治理装置

针对电气化铁路造成的电网无功、负序、谐波等电能质量问题,提出一种基于三态滞环调制方法的电能质量治理装置。文章基于平衡牵引变压器,通过对该调节器的基本结构和补偿原理的详细分析,提出装置的系统控制策略和三态滞环电流调制方法。PSCAD/EMTDC仿真和样机试验结果表明:三态滞环调制方法具有响应速度快、等效开关频率高、电流脉动小等优势,调节器能很好地解决牵引变电所电能质量问题。     

电气化铁路再生电能利用研究

通过分析电气化铁路再生电能产生原理,从牵引变电所数据、供电臂数据、再生电能幅值方面对再生电能特性进行详细分析,提出再生电能利用技术方案可取得较好的经济效益,为不同供电臂的再生装置安装容量以及储能容量的选择提供依据.     

朔黄铁路组合式同相供电方案研究

组合式同相供电方案能解决重载铁路中存在的负序和无功等电能质量问题并可取消牵引变电所处分相绝缘器。本文以朔黄铁路为例,基于典型牵引变电所实测数据设计组合式同相供电方案,以变压器温升为依据进行方案验证,并结合实际分析方案的经济性。结果表明组合式同相供电方案可提高系统整体经济效益,具有较高的应用推广价值。