有源滤波技术在地铁供电系统中的应用

研究目的:地铁电网中接入的非线性电压-电流特性的电器设备数量日益增多,这些非线性负载产生的谐波电流在电网的阻抗上产生谐波电压并与电网的基波电压叠加引起电压畸变,造成一系列危害,严重时将危机行车安全.针对谐波产生的机理和滤波治理方式进行分析,提出可消除谐波和提高功率因数的滤波方式及治理方案.＃研究结论:针对在地铁电网中谐波产生的机理,通过对有源滤波和无源滤波性能的分析与比较,提出采用有源滤波治理谐波的方案.并对有源滤波的工作原理、设置原则、选择要求等进行了阐述,通过实例测试验证,采用有源滤波可以比较有效地消除谐波和提高供电系统的功率因数.     

城市轨道交通供电系统网侧谐波研究

针对城市轨道交通供电系统，对系统产生的谐波进行分析，可知谐波对系统具有危害性。在现实系统中不但含有特征次谐波，而且含有非特征次谐波。采用多重化结构的整流系统，仍然含有已经被认为消除的谐波。应采用分散治理和集中治理的方案，轨道交通供电系统应安装滤波装置或者有源滤波装置APF。     

有源电力滤波装置在高铁站房谐波抑制方面的应用研究

介绍了高铁站房内谐波源的特性、危害及治理措施;针对高铁站房内存在的谐波污染问题,采用以三桥臂变流器拓扑结构和TTA电流检测算法为主体的有源滤波装置;以某高铁站房内用电负荷作为仿真补偿对象,搭建仿真模型进行仿真验证,并通过现场实际测试验证了有源滤波装置在高铁站房谐波治理方面的有效性和可靠性。     

计及动车组运行工况的牵引供电系统谐波特性分析及抑制方案研究

动车组处于不同运行工况时将产生谐波电流频谱变化,会对牵引供电系统谐波畸变特性产生影响,还可能干扰沿线通信线路。以某高铁线路为例,采用专业电能质量监测设备,对典型牵引变电所和在线运行的动车组开展同步谐波特性测试。基于测试数据分析,研究计及动车组运行工况的牵引供电系统谐波特性变化规律,采用等效干扰电流定量评估各次谐波对通信线路的干扰程度。此外给出C型高通滤波器设计方案,仿真结果验证了良好的滤波效果,为高速铁路高次谐波综合治理提供了重要途径。     

地面谐波治理装置的研制及工程应用

提出了一种交流牵引网谐波治理地面方案,通过有源滤波装置和无源滤波装置分别滤除牵引网的低次和高次谐波电流,同时还兼有对牵引网进行无功功率补偿的功能。对利用该方案研制的地面谐波治理装置进行了测试和实际应用,结果表明:其治理牵引网谐波及无功功率效果良好,可有效消除车网谐振风险。     

电气化铁路混合宽频滤波器研究

为解决电气化铁路中交-直型和交-直-交型电力机车混跑产生的3~100次宽频谐波问题,提出采用由无源部分和有源部分构成的混合宽频滤波器(Hybrid Wideband-harmonics Filter,HWF)。通过对HWF拓扑结构、滤波原理及滤波特性、有源部分承受电压情况、谐波补偿系数对HWF补偿特性的影响和稳定性进行分析,研究HWF控制策略,并进行仿真和试验验证。结果表明:HWF对宽频谐波具有良好的滤波效果,能够很好地抑制无源部分阻抗与电网阻抗之间的谐振;基波谐振电路能减小有源部分的基波电压,使其适用于中高压电力系统;谐波补偿系数取值越大,HWF对谐波的抑制能力越强。仿真和试验结果验证了HWF的有效性。     

高次谐波对京津城际铁路的影响及治理措施

针对京津城际铁路发生主断路器跳开的现象,通过试验找出牵引供电系统产生高次谐波的谐波源,分析高次谐波对牵引供电系统、动车组、电力机车和运输组织的影响。提出治理谐波源、运输组织调整应急方式、牵引网滤波3种谐波整治措施。     

郑州工务机械段焊轨车间用电无功补偿的投资效益分析

由于生产工艺的特殊性,郑州工务机械段焊轨车间在生产过程中使用了先进的功率半导体非线性负荷设备,运行时产生大量谐波成分电流,使得常规功率因数补偿装置基本损坏。生产时产生的谐波流入配电系统,污染电网,影响各类电气设备正常运行。为此,选择高品质的安全补偿装置投入电网,大大改善了电网质量,提高了设备使用寿命和系统供电效率,降低了电力成本。     

辅助变流器供电系统LLCL滤波器谐波抑制研究

针对城轨车辆中大功率非线性交流负载产生大量谐波电流,导致谐波电压超标的问题,文章提出采用LLCL无源滤波器的解决方案,列举了国内外若干谐波发射限值标准的不同要求,并对谐波限值的适应性进行研究。对比分析单相谐波滤波等效电路和传递函数对五种不同滤波器的幅频特性,采用MATLAB/Simulink仿真地铁车辆谐波的真实环境,结果表明：车辆变频空调采用LLCL谐波滤波器方案能够达到接近定频空调（线性负载）的效果。     

考虑背景谐波时PCC谐波电流、电压畸变率计算方法

在设计无源滤波器时，需计算并校验PCC(电网公共点)谐波电流和谐波电压畸变率是否满足谐波标准。本文提出了一种考虑电网背景谐波影响的计算PCC谐波电流、电压畸变率的新方法，并分析了背景谐波对调谐滤波器滤波性能的影响。     

城市轨道交通车站特种设备故障监测系统

根据城市轨道交通车站的需求,提出了一种通过无线网络进行数据传输的特种设备故障监测系统。通过一种谐波检测的方法,在设备正常运转时对其进行无损检测;通过对各阶谐波分量所占比例的计算,结合专家数据库的数据比对,分析得到设备不同位置的劣化情况,对有安全隐患的部位提出维修建议。     

基于离散事件的高速磁浮铁路车站作业仿真研究

为了精确掌握高速磁浮铁路车站列车作业过程及相应的设备使用状况,为车站设备能力分析、车站作业组织优化等提供依据,针对具备列车始发终到能力的高速磁浮铁路车站,基于离散事件仿真框架,结合高速磁浮铁路车站作业过程和要求,定义17类车站作业事件及其关联关系、车站状态属性,设计高速磁浮铁路车站作业仿真算法,对高速磁浮铁路尽端式车站的车站作业进行仿真。仿真结果表明,随着车站空线系数增大,相应的股道能力利用率普遍增大;始发终到列车占比和立折列车占比对车站股道及道岔利用率影响较高;所提出的仿真算法能够分析车站作业对车站相关设备利用率的影响。     

深圳地铁1号线续建工程接触网接驳方案

分析深圳地铁1号线首期接触网工程,指出世界之窗站因设计及施工不合理造成几个重大缺陷,提出利用1号线续建接触网工程在该站接驳的方案,既实现两期接触网工程的顺利过渡,又克服存在的重大缺陷,消除设备隐患,保证接触网正常地向列车供电.     

智能客站设备大数据运维服务平台的设计与实现

针对如何对铁路客运车站(简称:客站)设备进行更高效、全方位、多角度地进行管理的问题,搭建了智能客站设备大数据运维服务平台,介绍了其功能架构和设备健康状况评价体系。该平台实现了设备运行状态的实时监测、特征主动识别、故障预测、运维趋势推演、多属性健康状况评价等功能,提升了客运设备健康程度和智能客站设备管理整体智能化水平,为智能客站设备运维管理提供了新的管理思路和技术手段,为下一步客站设备健康评估应用的开发奠定基础。     

铁路客站设备运用监控系统设计及实现

针对铁路客站设备管理手段落后,管理过程碎片化,管理时效性滞后,管理人员劳动强度大等问题,铁路客站设备运用监控系统通过构建国铁集团-铁路局集团公司-车站三级管理架构,建立标准设备编码体系,定义设备核心部件、规范设备运行参数,利用物联网平台接口技术,实现车站设备运维保养过程全线追踪、状态实时在线监测、设备控制精细智能。通过动静态履历的管理,为设备建立"一物一档"唯一标识,实现设备全寿命周期管理。系统为车站设备管理提供了有效手段,实现管理过程连续、故障修复及时,同时降低车站能耗,减少作业人员工作量,降低车站运营成本。     

城市轨道交通换乘站设备系统的资源共享

合理设置城市轨道交通换乘站的设备系统,不仅能提高换乘站的运营管理水平,而且能有效避免设备系统重复投资。介绍了换乘站设备系统资源共享的内容;对换乘站换乘类型、运营管理模式及建设时序等影响资源共享的因素进行了分析;提出了3种换乘站设备系统资源共享总体方案,并从可靠性、经济性、运营管理方便性等方面对相关系统的各具体方案进行了对比分析,提醒出相应的建议。     

高铁车站设备智能化运维管理系统设计及关键技术研究

结合我国高铁车站设备管理现状,研究利用三维可视化技术与物联网技术相结合,实现高铁车站设备智能化运维管理系统;提出高铁车站设备智能化运维管理系统总体架构,描述了高铁车站智能化运维系统用户构成和主要功能;提出采用Revit、3Dmax进行三维组合建模,利用ArcGIS Pro制作数据并发布服务,基于ArcGIS进行二次开发;融合多源数据,利用物联网技术采集并传输数据,将高铁车站设备台账、图纸、运维、监控等数据集成至三维模型中,满足各级用户需求,有助于提升高铁车站信息化水平、改善设备运维管理方式、降低运维成本。     

谐波治理的研究进展

随着电力电子装置的广泛应用,电力系统的谐波污染日益严重.传统的谐波抑制与无功补偿方法是采用基于谐振原理的无源滤波器,但这样只能滤除设定次数的谐波,且易与电网产生串、并联谐振.而有源滤波器由于具有高度可控性和快速响应性,能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,因而受到广泛的重视,成为目前国内外供电系统谐波抑制研究的热点.探讨了谐波治理的主要措施,介绍了有源滤波器研究的国内外现状,最后展望了有源滤波器研究的未来方向.     

轨道交通车站冷却塔设置方案分析与评价

以北京轨道交通车站冷却塔设置方案为研究对象,将冷却塔的设置类型分为地面开敞设置、建筑屋面设置、地下风道设置等封闭空间设置3种形式,并从设备技术成熟度、功能实现、系统可靠性、运营维护经验等方面进行总结,目前应用最成熟的方式仍是地面放置。通过对典型问题案例和成功案例的分析,提出运行效果与环保、景观措施的合理融合是需要重点思考和解决的问题。确定冷却塔的运行效果、环境影响及景观影响作为冷却塔设置方案的评价因子,通过分析得出,不同建设时期车站冷却塔的设置对于周边环境及景观的影响程度不同,冷却塔普遍运行效果达标但仍需关注运营维护便捷与设备水平等因素,环保措施仍存在改进空间,冷却塔景观措施仍需加强。提出轨道交通车站冷却塔设置应注重功能与对外影响的协调统一,严格控制设备技术水平,采用多途径的方案解决地面无条件设置冷却塔的难题,引入多方协同的冷却塔景观设计理念。     

铁路编组站减速顶设备巡检管理系统设计与实现

针对铁路编组站减速顶设备巡检管理“数据无序”的现状,提出构建铁路编组站减速顶设备巡检管理系统的基本思路,以铁路编组站减速顶设备巡检的流程为走向,与工作流技术相结合,通过B/S网络结构,设计研发了铁路编组站减速顶设备巡检管理系统,实现铁路编组站减速顶设备巡检管理的实时监控性、历史记录性、统计分析性、故障预警性和设备管理的可预测性,提高了铁路编组站减速顶设备巡检管理的科学化水平,保障了调车作业的安全。