MSVC抑制电铁牵引负荷不平衡研究

电气化铁道的负荷具有不对称性,会产生快速波动的负序电流,并流入电力系统各处,对系统发电、供电设备安全、可靠运行产生严重影响。本文分析负序电流产生的原理以及负序电流的抑制方法、存在问题,提出采用MSVC,即磁控电抗器与固定电容器组配合使用来减少或消除负序电流,并通过仿真试验验证了该方法的可行性和有效性。     

采用潮流控制器的贯通型牵引供电系统负序治理模型及控制策略

针对树形双边贯通牵引供电系统负序导致的电力系统侧公共连接点处三相电压不平衡问题,提出在树形双边贯通牵引供电系统中加装由降压变压器、潮流控制器（PFC）和控制器组成的补偿装置进行功率转移的负序补偿方案;在建立采用PFC的贯通型牵引供电系统拓扑结构和数学模型的基础上,设计合理的约束参数和控制策略,通过控制补偿装置改变电力系统侧功率分布,从而实现负序补偿;采用MATLAB/Simulink仿真试验平台,分析补偿装置所需容量随负序补偿程度的变化规律,并计算最小化负序补偿容量,对补偿方案进行验证。结果表明：基于功率转移的负序补偿方案能够灵活调节公共连接点处负序功率和无功功率含量;可将公共连接点处三相电压不平衡度的最大值降低至4%,95%统计值降低至2%,满足了国家标准,从而验证了基于功率转移负序补偿方案的有效性。     

三相V／V接线牵引变压器负序电流分析

简述了三相V／V接线牵引变压器的结构特征，应用负序电流的一般表达式推导出V／V接线牵引变压器的负序电流，用曲线形式描述了高压侧电流不平衡度的变化规律，并对负序电流引起的不平衡问题进行分析。     

高铁再生制动工况下公用电网负序电流优化

为解决高速列车再生制动工况下产生的巨大能量造成公用电网负序电流急剧增加的问题,提出采用基于超级电容储能的铁路功率调节器(SC-RPC)补偿装置。通过分析SC-RPC的电气模型,构建再生制动工况下基于SC-RPC的公用电网最小负序电流数学模型,采用改进粒子群算法求解模型,提出相应的控制策略,并进行仿真验证。结果表明:采用SC-RPC,能够有效抑制因再生制动产生的负序电流,并且在大幅降低负序电流的同时使功率因数大于0.9,满足国家标准规定的电能质量要求,验证了再生制动工况下采用SC-PRC抑制公用电网负序电流的有效性。     

牵引变压器负序分析及补偿

分析了不同联结形式的牵引变压器在不同负荷条件下的负序电流特性;指出在同时具有牵引负荷和回馈负荷的工况下,三相电流不对称程度的严重性;介绍了采用铁路静止电能调节器（RPC）对负序、无功、谐波等电能质量问题进行综合治理的基本原理;重点讨论了利用RPC消除三相-两相牵引变压器负序电流所需的装置容量问题,为RPC的工程应用提供指导。     

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。     

高速列车再生制动对负序影响研究

采用通用方法计算牵引负荷产生的负序电流,讨论单相供电和两相供电方式下处于再生制动或牵引状态的牵引负荷产生的负序电流,为高速铁路牵引供电系统设计提供参考,并基于负序变化原因给出削弱负序的建议措施。计算结果还为高速铁路牵引供电系统设计中确定负序提供一种简便的工程方法。     

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。     

牵引供电系统综合补偿技术及其应用

从交流电气化铁道无功、负序和谐波三大技术问题的发生与认识过程，提出综合治理的必要性和可能性。其中技术上先进、经济上可行由交流开关投切的可调补偿装置能较好地解决功率因数、负序和谐波问题，还可用于牵引网调压，并能取得较好的经济效益。     

用静止无功补偿电源实现牵引变电所的综合补偿

分析了静止无功补偿电源（ＳＶＧ）对牵引负荷的无功及负序的补偿原理，针对电气化铁路无功、负序和谐波等问题，给出综合补偿的控制算法，结合柳辛庄牵引变电所运行数据，提出补偿方案。     

树形双边贯通供电系统运行策略及对外部电源的负序影响

树形双边贯通供电系统能够实现长距离无分相贯通供电,提高系统的再生制动能量直接利用率。当树形双边贯通供电方案仅由单相接线变压器构成时,列车在公共连接点处产生的三相电压不平衡度将加剧,一旦负序超标,将面临负序带来的不利影响。为了确保系统的良好运行,避免负序带来的不利影响,有必要评估系统的负序情况。分别研究采用单相接线变压器和采用组合式同相供电装置构成的树形双边贯通供电系统及其运行策略,针对采用组合式同相供电装置的方式提出同相供电装置的就地控制策略。以公共连接点处三相电压不平衡度作为评估树形双边贯通供电系统对外部电源的负序影响的评估指标,分别构建传统Vv接线变压器的单边供电系统、采用单相接线变压器构成的树形双边供电系统和采用组合式同相供电装置构成的树形双边供电系统的负序评估模型。以某线路为例,基于构建的负序评估模型对采用树形双边贯通供电方案后的系统的三相电压不平衡度进行评估,并与既有供电方案的结果进行对比,采用单相组合式同相供电的树形双边供电改造方案后,三相电压不平衡度最大值为1.65%,95%概率大值为1.20%,均符合国家标准。结果表明采用树形双边贯通供电系统方案负序问题得到了极大的改善...     

基于Scott变压器供电的新型电能质量治理系统研究

针对Scott变压器供电系统牵引功率大、功率因数低、谐波和负序电流含量高等问题,提出了一种新型电能质量综合治理系统,分析了该系统的拓扑结构和工作原理,提出了适合该系统的负序和谐波检测方法及补偿策略,并仿真验证了该系统的有效性和优越性。     

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。     

铁路牵引系统中的负序计算和仿真

讨论了采用三相Yd11接线牵引变压器的铁路牵引系统中的负序电流、负序电压和不平衡度的计算方法,实现了对牵引系统潮流分析和负序计算的仿真软件的开发,并给出了几组仿真结果.利用该软件可以对某一特定线路上,在某一种机车运行策略下,牵引系统的负序进行仿真和分析,从而可以为牵引系统的设计提供依据.     

星形链式SVG负序补偿特性及控制策略

阐述了星形链式SVG进行无功和负序综合补偿的工作原理,对补偿器零序电压分量进行了数学推导,发现该分量受输出电流无功分量与负序分量比值的影响。补偿器负序补偿能力受到链节输出电压的限制,为此提出一种改进的电压电流双闭环控制策略:1、限制指令电流负序分量;2、在电压调制信号中注入零序分量。最后通过仿真验证了所提控制策略的有效性。     

新型平衡牵引变压器负序电流仿真计算与分析

电气化铁道属于不对称供电系统,为降低牵引变压器及接线方式对电力系统的负序影响,经电力、铁路部门研究,提出采用新型平衡牵引变压器,该牵引变压器采用中间带抽头的Scott接线方式。根据其接线方式及特点,分析其电气特性,推导一次侧与二次侧绕组电流的变换关系、负序电流计算公式,并以工程实例进行该牵引变压器负序电流仿真计算。电流仿真计算表明:由于牵引变电所两供电臂电流的差异,采用不同的牵引变压器及接线方式,产生的负序电流是不同的,新型平衡牵引变压器及接线方式产生的负序电流,在一定的持续时间内介于V/V接线牵引变压器和单相接线牵引变压器之间。     

电能质量国家标准对电网和用户的要求刍议

电能质量是电网和用户双方相互作用的结果,是动态地随时间变化的过程.它的特殊性决定了电能质量问题的产生与电网和用户都有关系,高质量的电能利用由供用电双方来保证.本文结合电气化铁道这一特例用电负荷,从供、用电必须满足谐波和负序国家标准的角度,初步探讨了国标对电网和用户的要求.说明了在文中的计算条件下,国标限值只与最小短容比有关,即国标的满足情况不但与用户有关,而且与电网也有关;通过定量的计算,指出现行谐波和负序国家标准存在的一些问题,比如各谐波限值之间存在较严重的不匹配性和随意性,负序国标对单个用户评估时存在可操作性困难等.     

基于大容量SVC的SCOTT变压器电能质量治理方案及应用

针对斯科特变压器由于运量增大、主变压器的两相工况差异大而造成的电压波动大、功率因数低、谐波和负序电流大的问题,提出在变压器55 kV侧接1个大容量晶闸管控制电抗器支路和3个固定电容补偿支路,其中晶闸管控制电抗器支路和2个固定电容补偿支路安装于重载臂,而另一个固定电容补偿支路安装于轻载臂。结合其拓扑结构,提出以负序电流最小为目标的多约束无功功率优化控制数学模型,并对其控制过程进行详细分析。实际应用表明:该装置解决了重载臂的电能质量问题,使电压跌落从30%减少到11%,功率因数由0.76提高到0.98;并显著减少高压侧的负序电流,提高了变压器的效率和利用率。     

牵引供电系统综合补偿技术及其应用

本文从交流电气化铁道无功，负序和谐波三大技术的发生与认识过程，提出综合治理的必要性和可能性，其中技术上适度先进，经济上可行的是交流开关投切的可调补偿装置，它能较好地解决功率因数，负序和谐波问题，还可用于牵引网调压，并能取得较好的经济效益。     

关于电气化铁道的负序影响与限制问题的研究

本文结合负序限制方面的国际制定，研究了电气化铁道这种大容量单相负荷负序的产生及其在系统中传播的特点，并基于发电机和电动机的负序承受能力及我国电网的实际结构，对电压不平衡度的考核点及允许值的选取提出了作者的观点。