基于无功与负序对称解耦的RUPQC最优补偿策略

针对牵引变电站电能质量负序、无功综合补偿问题,提出了负序剩余度的矢量定义.在此基础上建立铁道统一电能质量控制器(RUPQC)综合补偿数学模型并得到综合补偿解,指出负序剩余度的相角差为RUPQC综合补偿解增加了1个自由度,对补偿装置容量具有优化作用并给出优化条件.然后提出适于平衡牵引变压器的负序与无功分量对称解耦方法,得到RUPQC在特定功率容限下无功优先的负序补偿最优解析解.数值计算结果表明,采用该策略在满足全负荷范围电能质量治理目标的同时可获得综合最优补偿效果.电磁暂态仿真表明该控制策略正确、有效.     

基于有源电力滤波器的无功补偿装置设计

为了提高电能质量,降低电网污染治理的成本,设计了一个采用晶闸管分相投切电容器补偿基波和部分基波负序功率,并采用有源电力滤波器(APF)补偿谐波、无功功率和部分基波负序功率的电能质量综合补偿装置。介绍了该装置的硬件拓扑结构、主电路设计、谐波检测方法、控制策略、控制器硬件设计,通过实验表明,该装置中APF能有效抑制电网中的谐波。     

牵引变电所新型电能质量调节器的研究

提出了一种牵引变电所新型电能质量调节器的拓扑结构和原理。其特点是：电能质量调节器的补偿对象是变电所，而不是变电所的一个供电臂；将电压型三相变流器应用到牵引电网的两相电路中，通过变流器的直流环节沟通牵引电网上、下行供电臂，从整体上调节牵引变电所的电能质量；在补偿无功功率和谐波电流的同时，调节两供电臂的有功电流，使变电所达到负载平衡状态，达到补偿负序电流的目的。仿真结果验证了该电能质量调节器的可行性。     

一种新型同相供电系统分析与设计

为提高供电系统的电能质量和取消变电所电分相,提出一种基于V/v接线变压器的新型同相供电系统。首先,分析了该系统的拓扑结构及工作原理,完成负序电流和补偿电流的理论计算;其次,为实现对三相系统负序、谐波和无功综合改善的目标,采用一种基于dq变换的系统协同控制策略;最后,根据某牵引变电所典型实测负荷数据在Simulink中搭建系统仿真模型,验证了所提系统在取消变电所电分相的同时能有效提高供电系统的电能质量,并且具有良好的动态性能和综合补偿性能。     

同相牵引供电系统满意优化补偿策略研究

针对新型同相牵引供电系统中综合潮流控制器的容量优化配置问题,提出了一种满意优化补偿策略.它能实时检测出负载电流的基波正序有功分量、基波正序无功分量、基波负序分量以及谐波分量.通过给定电能质量期望参数,实时调整负序、无功以及谐波补偿度,使得综合潮流控制器容量在各电能质量补偿参数之间得到实时优化配置.在给定补偿电流参考信号...     

大型电弧炉无功补偿与谐波抑制的综合补偿系统

针对大型电弧炉引起的电压闪变、谐波污染和功率因数低等电能质量问题，提出了一种由静止无功补偿装置与有源滤波器构成的新型综合补偿系统。用静止无功补偿装置快速补偿无功，并通过对其三相不对称控制来改善电网三相不对称和消除负序电流，有源滤波器滤除电弧炉和静止无功补偿装置产生的谐波。通过构造合理的拓扑结构，可使静止无功补偿装置与有源滤波器互不影响，从而实现对其分散控制。将该系统投入实际运行，对比分析了系统投入前后的波形和数据，证明了该综合补偿系统对改善电网电能质量的有效性和可行性。     

新型电气化铁道电能质量综合补偿系统的研究及工程应用

针对电气化铁路给电网带来的低功率因数、高谐波含量和负序电流的问题,提出了在每个牵引臂安装由静止无功补偿器和混合有源滤波器有机组成的新型并联混合补偿装置.该装置结合静止无功补偿器和混合有源滤波器两者之长,前者动态补偿无功电流并抑制负序电流;后者由无源滤波和有源滤波构成的注入式混合有源滤波器,降低了工程成本和实现难度,并有效抑制了谐波.文中分析了其拓扑结构和补偿原理,并详细介绍了其无功控制方法.将该系统投入牵引变电站运行,对比分析了系统投入前后的波形和数据,证明了该综合补偿系统对改善电网电能质量的有效性和可行性.     

适于电气化铁路的三相两臂混合有源补偿研究

为治理电气化铁路中机车负载引起的电能质量问题,讨论了一种能应用于电气化铁路三相有源补偿的新型拓扑电路。该三相两臂混合有源补偿结构的主电路采用三相两臂并联型混合有源补偿器的拓扑结构,其开关元件数量与三相桥式相比减少2个,成本较低。由于逆变器仅有两个开关臂,为此提出一种适用于三相两臂的无功、负序和谐波检测方法及坐标变换矩阵,运算量及存储空间大大减少。通过分析其工作原理、控制原理及策略,建立该三相两臂混合有源补偿器的Simulink仿真模型。仿真分析表明,该三相两臂并联型混合有源补偿器可以有效地抑制电力机车负载对电力系统产生的负序问题,抑制了无功和谐波对电网影响,提高了电网电能质量,并验证了所提出结构和控制方法的正确性。     

并联型电能质量调节器的模糊变结构控制

运用非线性模糊滑模变结构控制理论，提出了对并联型电能质量调节器进行模糊滑模变结构控制的设计方法，该控制方法能改善系统电能质量的调节，有效地补偿负荷侧谐波电流，无功功率和负序电流，仿真结果表明，该控制规律与常规PI综合控制引比具有较强的实时性和鲁棒性，并能有效改善系统的暂态稳定性。     

高速铁路电能质量调节装置低压试验模型研究

针对高速铁路牵引供电系统给电网带来的负序、谐波等电能质量问题,研制出一种高速铁路电能质量调节装置低压试验模型,深入研究了负序谐波补偿原理、试验模型主电路拓扑结构和控制方法。试验模型主电路由3个单相背靠背H桥构成,然后通过单相变压器接入牵引网。模型的一个交流侧采用定直流电压控制策略,另外一侧采用定有功功率输出控制策略,对所提出试验模型进行了仿真和试验研究。仿真和试验结果表明,所提出的主电路结构及控制方法是有效的,试验模型能够实现负序和谐波的综合补偿。     

静止无功发生器在牵引供电系统中的分析

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,研究静止无功发生器(SVG)在牵引供电系统中的综合补偿作用.分析了SVG装置对牵引负荷的综合补偿原理,并提出了三相系统补偿电流的检测方法和综合补偿的控制算法,再结合我国路某一铁路牵引变电所的运行数据进行仿真分析,结果表明:SVG具有控制灵活、调节速度快、调节范围广、连接电抗小、谐波量小等优点,能够有效治理电铁中存在的电能质量问题.     

基于半桥结构的新型高速铁路功率调节器

随着电气化铁路朝着高速、大功率负荷发展,电力牵引系统的电能质量问题变得越来越至关重要.提出一种适合于大功率补偿的基于半桥变流器结构的新颖铁路功率调节装置.该补偿系统中,由2个背靠背的半桥变流器通过中间2个串联电容连接在一起,然后通过降压变压器分别与2个牵引供电臂连成一体.相对于传统功率调节器,该功率调节单元只需要2个开关桥臂和1组串联电容,减少了1对开关桥臂即4个功率开关管.在完成同样功能前提下,将功率开关减少了一半,减小了硬件成本,提高了补偿装置的可靠性能.这样将大大有利于装置的大功率模块化,与当今高速铁路大容量的功率补偿相对应,具有很好的发展前景.仿真和实验结果验证了所提补偿结构及其方法的有效性.     

一种铁路功率调节器的改进单周控制方法

为了治理高速铁路机车引起的电能质量问题,维持一个清洁安全的电网,文中讨论了一种先进的铁路功率调节器。针对高速铁路机车的随机性和快速性,提出了一种基于等效负载电阻电压前馈控制的改进单周控制方法。通过等效负载电阻电压前馈控制的方法,可以实时跟踪机车负载的变化,能有效提高控制系统动态响应性能。通过单周控制对直流侧电压进行闭环比例—积分控制,可以稳定直流侧电压,以保证铁路功率调节器的正常、可靠工作。为了克服死区时间对单周控制补偿精度的影响,采用一种死区补偿方法对死区进行了有效补偿。最后,通过仿真和实验验证了所提出控制方法的正确性,有效地改善了牵引供电网的电能质量水平。     

牵引负荷负序电流对沿途风电场的影响研究

电气化铁路牵引负荷造成风电场风电机组跳闸脱离电网的事故在国内已发生多起。介绍了新疆境内电气化铁路供电系统和沿途的风电场,分析了负序电流对风电机组的影响,并采用了负序电流分配系数法计算了各个牵引站注入沿途风电机组的负序电流。对负序电流超标的情况提出两种加装动态无功补偿装置的治理措施及其无功补偿容量的计算方法,给出了实际中无功补偿容量的配置原则。     

大功率混合型电气化铁路功率补偿装置

针对高速电气化铁路牵引供电系统面临的负序、谐波等电能质量问题,提出一种新型混合电能质量补偿系统。该系统主要由铁路功率调节器(RPC)、晶闸管控制电抗器和三次滤波器组成。为了达到负序与谐波综合治理的目的,首先采用无源装置分别给两个供电臂补偿固定容量的容性与感性电流来改变两供电臂电流相位差,然后RPC根据补偿情况来转移相应量的有功、补偿余额的无功并补偿指定量的谐波,这样大大减小了有源部分的容量,节省了成本,提高了系统的可靠性。考虑到电流内环指令信号的交流特性,故采用了一种模糊递推PI控制方法并能够很好地消除稳态误差,并提高系统的动态性能。根据补偿要求设计了补偿装置参数,最后仿真与实验结果验证了本文研究内容的正确性。     

浙赣电铁电能质量监测数据分析及其典型治理方案研究

通过对浙赣电铁开放式电能质量监测系统所获得的数据进行分析,从宏观上评估电铁运行沿线变电站电能质量的总体趋势。根据实际情况,结合重点变电站的现场实测数据,提出一种新型结构的电能质量复合治理方案,分别从电压和电流两方面解决电气化铁路给公用电网所带来的电能质量问题,同时在系统等值网络计算的基础上,给出了详细的补偿系统容量设计方法。仿真结果对此方案的成效进行了验证,其结论可为类似装置的设计和应用起到一定的指导与借鉴作用。     

电气化铁路中SVC负序补偿应用技术研究

随着电气化铁路的迅速发展，电铁牵引负荷产生的负序分量及高次谐波，除对牵引供电系统造成危害外，还会造成电力系统负序及谐波污染[1]，因而，电铁的负序及谐波危害已成为制约我国电气化铁路发展的重要因素。结合电气化铁路给电网带来的影响，着重探讨电铁负序补偿中SVC的使用问题。根据国外一些发达国家如日本、澳大利亚等国成功将SVC技术应用在电气化铁路的无功和负序补偿案例以及国内SVC负序补偿应用实例，对SVC负序补偿原理及运行方式进行了研究分析，对SVC在电铁负序治理中的应用前景做了初步探讨，以期提高电力系统运行的     

三相四线制低压系统有源电力滤波器的研究

通过对三相四线制供电系统的特点和非线性负载电流谐波污染分析,提出了可同时补偿电压跌落、谐波电流的负载端低压综合电能质量补偿方法,并设计了对应的混合型低压电能质量综合补偿器.实验和仿真结果表明,该补偿方法和混合型低压电能质量综合补偿器能有效地解决非线性负载形成的谐波和无功电流对电网供电质量的影响,有一定的发展前景和实用价值.     

平衡单相牵引负荷补偿容量优化设计

针对交流电气化铁路采用Steinmetz补偿电路实现三相平衡所需补偿容量很大的问题,以三相补偿装置总容量最小为目标,运用优化技术提出了一种合理的补偿容量最优方法.首先推导各相间补偿容量与电流不对称度系数及功率因数的关系,当功率因数和电流不对称度系数在允许范围内时,建立各相间补偿容量和平衡容量的数学模型.然后将优化问题转化为数学规划问题,利用优化方法推导最优补偿容量的解析结果.通过MATLAB计算,与Steinmetz电路所需补偿客量进行比较,证明上述结果在性能满足要求的前提下,在补偿容量数值上有明显优势.具体实例计算表明,所述优化设计方法可以以较小的补偿容量达到较好的补偿性能.     

一种电气化铁路电能质量综合补偿系统

为实现对电气化铁路负序、谐波和无功的集中治理,提出一种电气化铁路电能质量综合补偿系统。该系统包括一个铁路功率调节器(RPC)和两套多组晶闸管控制投切电容器(TSC)。其中,TSC承担绝大部分无功功率的补偿,RPC进行两供电臂有功调节、抑制谐波和补偿剩余小部分无功,因此有源装置RPC容量得到降低,并实现负序、谐波和无功综合补偿。本文分析了该系统的工作原理,提出了RPC与TSC协调控制策略、基于无功分离的参考电流实时检测和无功分配方法及RPC控制方法,并进行仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,本文提出的检测和控制方法下具有较好的补偿效果。