基于有源滤波器平衡供电的铁路牵引供电系统

提出了一种三／单相平衡变换的铁路牵引引供电系统方案。在负载为单相的情况下，采用有滤波器，使得三相的电力系统的输出电流保持平衡。采用这个方案，将使铁路牵引系统表现为一个三相平衡的，纯阻性的，功率因数为“１”的不产生谐波的电力系统的负载。为验证该方案的原理及控制规律的正确性，进行了仿真研究给出了结果。     

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。     

有源滤波器在铁路供电系统中的电流补偿

阐述了用一有源滤波器与铁道供电系统相接,以注入牵引负载所需的谐波、无功和负序电流。因此供电电源只提供负载的有功电流,有源滤波器采用电压源ＰＷＭ型变流器。     

同相牵引供电系统平衡补偿的最优模型

为消除同相牵引供电系统中的三相不平衡、滤除谐波、补偿无功,讨论了平衡变换的两种最优补偿模型:以波形质量最优为目标的波形畸变最小模型和以获得最佳负载为目标的最佳负载模型.通过仿真分析了系统电压畸变时两种补偿模型的补偿效果.结果表明,波形畸变最小模型使系统只提供负载所需要的基波有功电流,最佳负载模型将不对称的单相负载变成三相(或两相或四相)对称纯阻性负载.在三相系统电压对称无谐波时,两者补偿特性一致;当三相系统电压不对称有谐波时,两者补偿特性有区别.     

地铁供电系统APF谐波抑制研究

随着电力电子变频器装置以及各种非线性负载的大量使用,地铁供电系统的谐波也随之增多。地铁牵引变电所采用24脉波整流机组进行整流极大地降低了牵引供电系统的低次谐波。但这主动式谐波治理方案并不能有效减少地铁低压供配电系统谐波含量。为进一步减少供电系统的谐波,提出在降压变电所0.4 k V侧安装有源电力滤波器(active power filter,APF)以对低压侧谐波进行有效治理。阐述了24脉波整流机组以及APF的工作原理;在基于瞬时无功功率理论的ip-iq法的基础上引入平均电流控制器和PI调节器替代低通滤波器,提出一种改进型的谐波电流检测方法并在此基础上对APF的控制策略进行分析;最后在Matlab/Simulink平台构建仿真模型进行验证,仿真结果表明所提出的基于谐波电流检测算法改进型的地铁供电系统APF对谐波抑制的有效性。     

Vx接线组合式同相供电系统建模与分析

作为新一代牵引供电系统的关键技术,同相供电系统设计需要匹配牵引变压器接线方式,优化电能质量综合补偿策略,降低潮流控制器（PFC）容量及其造价。针对高速和重载铁路推广采用的自耦变压器（AT）供电方式和Vx接线牵引变压器,设计了一种组合式同相供电系统。首先,基于该系统各端口接线角关系,建立了三相电网与单相牵引负荷之间的电气量变换模型;其次,利用三相电压不平衡与无功功率综合补偿理论,将相关电能质量限值为约束条件,给出了组合式同相供电系统各端口补偿电流计算方法,提出了潮流控制器动态跟踪补偿控制方案,与已有补偿方案相比,在达到相同补偿目标时所需补偿容量可以减少10%~58%;最后,通过对多种牵引负荷工况下系统运行特性的仿真模拟,验证了上述补偿模型的正确性和控制策略的有效性。      

基于自适应逆控制的APF建模与收敛过程分析

根据能量守恒原理，电力有源滤波器的直流电容平均电压的变化能够反映系统主电流变化的趋势，据此可提出一种基于自适应逆控制的电力有源滤波器．对此有源滤波器的建模原理进行了分析，通过仿真建立了模型的动态曲线，在此基础上对系统的收敛过程作了分析研究，仿真和实验结果验证了理论分析的正确性．     

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.     

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.     

基于LCL滤波器的单相光伏并网三环控制策略

引入LCL滤波器代替L型和LC型滤波器。分析了有源阻尼算法,针对在光照过强的条件下由于输入功率和输出功率不匹配出现的直流母线过电压现象,提出直流母线电压环、电网电流环、电容电流环三环控制策略,稳定直流母线电压。搭建了单相光伏并网控制系统模型,详细分析了所设计的控制策略,仿真结果表明,采用新型控制策略能有效控制直流母线电压,改善入网电流品质,提高系统的稳定性。     

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.     

基于差分方程的空间矢量调制在APF中的应用

将空间矢量调制技术应用于有源电力滤波器的电流控制．用差分方程将APF的电流控制转换为对功率电路输出电压的控制,以有效地降低系统方程求解的复杂程度,并综合考虑电源电压及滤波电感等参数的影响,以提高系统控制的精度．仿真和实验结果表明,采用所提出的方法,当负载突变时,系统具有良好的动态响应特性．     

斯考特接线的牵引变压器的电流计算

在单相交流电力铁道上接触网的单相负荷会引起原电网三相系统的不平衡。为了减小原电网三相系统不平衡的程度,在牵引变电所中应当采用特殊接线的牵引变压器,其中一种就是斯考特接线。这种接线方式在法国的法兰新——齐奥维里交流电力铁道上已被采用,但在文献上还没有见到过这种接线方式在不同阻抗负载下,特别是短路下的计算方法。本文提出这方面的计算方法,并提出利用计算曲线求任何时间短路电流的方法,最后根据已得的公式导出接触网短路电流的计算公式。     

有源滤波器高压隔离注入的方案研究

针对电气化铁道谐波和无功的特点，提出了一种能够有效降低变波器容量的高压隔离注入型有源滤波器，阐述了其滤波原理，提出了相应的谐波电流检测方法。ＰＳＰＩＣＥ仿真结果验证了系统的补滤效果。     

基于三电平电压源变流器的同相牵引供电方案研究

提出了基于二极管箝位型三电平电压源变流器的同相供电综合潮流控制器方案.综合潮流控制器(CPFC)装置主要由两个背靠背的单相二极管箝住型三电平电压源变流器构成,主要用于传递有功功率、补偿无功功率及谐波,使得牵引供电系统相对电力系统而言,是一个三相对称纯阻性网络.分析了三电平电压源变流器的主电路结构,提出了三电平载波PWM电流控制和电容中点电压平衡控制策略.Matlab/Simulink仿真结果,验证了该方案的正确性.     

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．     

YNvd接线变压器的阻抗匹配与运行特性

为在电气化铁道牵引供电系统中推广应用YNvd(星形-开闭三角形)接线变压器,基于磁势平衡方程、绕组接线方程、输出端口方程和电压传递方程,建立了YNvd接线变压器的数学模型,讨论了达到变压器良好的平衡特性应满足的设计条件;对电力系统阻抗进行了折算,给出了牵引变压器二次侧端口的电压输出方程和两相等值电路.研究表明,绕组阻抗不匹配将导致变压器在不同接地运行方式下产生零序电流和零序电压;牵引母线短路电流由系统阻抗、变压器漏抗及阻抗匹配程度决定.     

有源电力滤波器的研究与实验

本文介绍一种新颖的有源电力滤波器，由它提供的补偿电流可以有效地消除负载中的谐波电流，提高电网的功因数。即使在电网的参数发生变化时，也能自协产生相应的补偿电流。     

平衡接线牵引变压器同相供电下的容量设计方法

为了给同相供电系统牵引变压器容量选择提供理论依据,在既有异相牵引供电系统设计方法的基础上,分析了同相供电系统馈线电流与既有牵引供电系统馈线电流的差异,并针对既有线改造和新线建设两种情况提出同相供电系统牵引变压器容量设计方法.通过既有线和新建线路实现同相供电系统两个算例,说明新建线路和既有线牵引变压器容量可降低1~2个容量等级,并有效提高牵引供电系统运行经济性.      

基于实测数据的高铁牵引变电所负序电流概率分析

为了研究高速铁路牵引供电系统三相电流不平衡问题, 通过分析高速铁路牵引供电系统负荷及V/v接线牵引变压器负序电流,基于概率理论建立了牵引变电所负序电流的概率分析模型.用该模型对京沪高铁某牵引变电所的负序电流进行了仿真分析和实测数据验证,结果表明,利用该牵引变电所的设计参数仿真得到的负序电流概率分布与利用实测数据的分析结果一致,该牵引变电所负序电流概率分析模型能够真实地模拟高速铁路牵引变电所的负序电流分布情况.