牵引供电系统对电力系统影响的分析

为了分析牵引负荷对流入电力系统谐波和负序分量的影响,对典型的阻抗匹配平衡牵引变压器接线方式进行了研究。以牵引供电系统的数学模型和基于PSCAD/EMTDC的仿真模型为手段,测出牵引变压器的正序电流、负序电流和电压不平衡度三个参数值,将仿真得到的参数与变压器数学模型计算参数对比,证明在PSCAD平台上建模具有可行性。最后,根据仿真模型确定系统公共连接点处的谐波畸变和负序分量情况,并提出相应的改进措施。     

V/v牵引供电系统中铁路功率调节器的改进滑模控制策略

针对V/v牵引供电系统中存在的负序和谐波等电能质量问题,提出了一种能够对指令电流快速跟踪和精确补偿的铁路功率调节器控制策略。分析了SS6B型电力机车的工作原理,提出了一种适用于电能质量研究的电力机车建模方法,揭示了V/v牵引供电系统中负序和谐波的产生机理;通过研究铁路功率调节器的拓扑结构和补偿原理,建立了铁路功率调节器主电路的数学模型,推导了以输出补偿电流为状态变量的控制方程;在此基础上,提出了一种基于改进滑模变结构的铁路功率调节器控制策略,实现了对铁路功率调节器补偿电流的精确跟踪,显著改善了V/v牵引供电系统的电能质量;最后基于PSCAD/EMTDC平台搭建了SS6B型电力机车和所提铁路功率调节器控制策略的仿真模型,验证了所建电力机车模型的正确性和所提控制策略的有效性。     

高速牵引供电系统建模及其运行参数对电网谐波的影响

本文在对牵引供电系统中交直交机车运行原理分析的基础上,建立了以有功功率、功率因素、直流侧电压3个指标作为参考的CRH380B型机车简化模型,并采用PSCAD/EMTDC搭建了电力机车-牵引网-电网牵引负荷联合仿真模型,通过仿真分析了运行参数AT变压器漏抗、外部电源容量(电网容量)、牵引变压器容量对电网电流谐波的影响。仿真结果表明,AT变压器漏抗、牵引变压器容量对电网电流谐波有影响较大,而外部电源容量对电网电流谐波的影响较小。     

电气化铁路牵引负荷负序源模型研究

为了研究电气化铁路牵引负荷所产生负序对公用电网的影响,在Ss-8型电力机车数字仿真的基础上,提出了一种描述电气化铁路牵引负荷负序特性的新型简化模型.用负序电流源描述牵引负荷的负序特性,负序电流的实部和虚部被表达为基波正序电压、电流幅值及其相角差的函数.通过Matlab平台获得仿真数据样本,利用最小二乘准则进行参数辨识....     

计及网压波动的牵引传动系统间谐波传播机理研究

随着多台电力机车同时投入运行后牵引供电系统出现电压波动现象,其在牵引传动系统中的传播特性是当前的研究热点.首先推导了间谐波在牵引传动系统中的传播机理,并分析了定子间谐波电流频谱与负载转矩间的对应关系;其次研究了间谐波传播下牵引电机电流间谐波辨识方法;随后基于瞬态电流控制策略、磁场定向的矢量控制策略搭建电力机车牵引传动系统的仿真模型,利用扰动激励法模拟了间谐波在牵引传动系统的传播特性;最后结合总体局部均值分解对定子电流的动态频域特性进行分析,确定了整流器输入电压与电机定子电流的间谐波幅频的对应关系.     

220kV武广牵引线运行的理论建模与问题探讨

以电力系统相序、线性代数分析为基础,通过对牵引线路和变压器的数学运算,获得牵引变压器和牵引负荷的电压变换,阻抗及电流变换(统称为系统变换的等值电路模型)。并进行故障分析及负序和谐波的计算,评估其对电力系统的影响。     

采用V/v变压器的高速铁路牵引供电系统负序和谐波综合补偿方法

为解决高速铁路牵引供电系统中的负序、谐波电能质量问题,提出采用铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)进行负序和谐波电流综合治理。RPC包含共用直流侧电容的背靠背形式的两变流器,控制其功率能够实现负序补偿和谐波抑制。分析RPC的基本结构和补偿原理后,提出三相V/v变压器下负序和谐波补偿电流检测方法,为保证RPC直流侧电压稳定和实现负序和谐波补偿,提出RPC直流侧电压和两变流器电流控制策略。最后,进行仿真验证。仿真结果表明,在该文提出的负序和谐波检测方法及控制策略下,RPC具有良好的负序和谐波补偿性能。     

Y/>/（△）平衡变压器运行特性分析与模型试验

该文分析了Y/>/(△)平衡变压器的接线原理,论证了该变压器在不同运行工况时两侧电流的映射关系,在此基础上对该变压器的模型进行了全面的试验验证.试验结果表明:该变压器的理论分析正确,模型的参数和结构设计合理,工艺易于实现;当负荷大范围变化时,原方三相系统的对称性好,副方任一相的输出电压几乎不受另一相负荷变化的影响,抑制负序分量的能力强.应用于电气化铁道做牵引供电变压器时,不仅能较好抑制负序电流对电力系统的影响,而且能提高牵引网的电压水平,有利于电力机车的安全稳定运行.     

电力机车在电力系统中形成谐波的潮流计算与分析

电气化铁路的投运使得山西电网谐波问题愈加严重,本文以丰沙大铁路为研究对象,分析了Y/Δ-11牵引变换相接线输入系统的谐波源相位关系,建立了考虑系统电压相位和电压畸变的韶山Ⅰ型电力机车谐波模型,应用电流注入法研究了三相不平衡系统的谐波及负序分布问题,用所编程序计算了山西雁同电网在电力机车不同运行方式下的谐波和负序。     

铁道电气化在电力系统中引起的谐波计算方法

本文首次提出了一种求解电力系统中铁道电气化所引起的谐波计算方法,它比较准确地给出了国产韶山Ⅰ型(SS1)电力机车及铁咯牵引网的数学模型,考虑了牵引变电所的不同接线方式,并利用电力系统的数学模型,组成了全系统的数学模型,采用高斯-赛德尔方法迭代求解。本方法可以用研究SS1型电力机车的谐波电流,同时可以计算电力机车在电力系统中造成的负序分量、各次谐波电压及谐波电流。算例结果证明了该方法的有效性。     

基于有源滤波器自适应阻抗重塑的高速铁路谐波谐振抑制

针对电力机车和牵引网阻抗参数耦合所引起的牵引供电系统的谐波谐振现象,首先基于阻抗分析法建立了有源滤波器、电力机车和牵引网的小信号阻抗模型,使用广义奈奎斯特判据分析了牵引供电系统谐波谐振的机理以及有源滤波器对牵引供电系统谐波谐振的影响。其次,提出一种基于阻抗重塑的牵引供电系统谐波谐振抑制方法,通过并网点电压前馈的方式在有源滤波器中引入虚拟阻抗,并利用自适应参数设计提升了虚拟阻抗对动态系统的适应性。最后,在Matlab/Simulink中搭建了“牵引网-电力机车-有源滤波器”统一仿真模型,验证有源滤波器的自适应阻抗重塑对谐波谐振抑制的有效性。     

电铁牵引供电系统的谐波仿真模型分析

在分析了现有牵引供电系统仿真研究的基础上,利用PSCAD/EMTDC仿真软件对电铁牵引系统进行建模,该模型由牵引变压器、电力机车、谐波检测系统构成。同时利用FFT谐波检测方法对所建模型进行测量,包括谐波总畸变率、谐波含有率。通过理论与仿真结果比较分析,验证了其正确性,且能够满足牵引供电系统的电气分析要求。     

轻轨供电系统谐波的测量与仿真分析

轻轨供电系统采用直流牵引,具有波动性强、系统谐波含量丰富等特点,极可能威胁到电力系统的安全稳定运行.本文研究轻轨供电系统在不同运行状态下对公共电网谐波的影响规律.依据机车、牵引供电系统和公共电网的实际参数,搭建包括公共电网在内的城市轨道交通牵引供电系统整体仿真模型,并通过实际的现场谐波测试数据加以验证.以此模型为平台,...     

电气化铁路牵引负荷接入电网对风电场影响仿真分析研究

电力牵引机车是大功率的单相整流负荷,具有非线性、不对称、波动性大的特点;供电臂内列车的数量和每一列机车的运行状态呈随机波动性,会造成电网电压波动,导致电能质量出现问题。针对兰新二线电气化铁路（以下简称“电铁”）牵引负荷运行密度大、速度高、距离风电场近等特征,利用电力系统综合分析程序PSASP以及ETAP仿真软件对电铁负荷运行引起的电压和频率偏差、电压波动及谐波等问题的机理进行了仿真建模计算,重点分析了牵引变电站接入电网对风电场机组产生的影响。     

车网耦合的牵引供电系统谐波仿真分析

牵引供电系统是电力系统重要负荷,也是电力系统主要的谐波源之一。在研究牵引供电系统谐波传输特性和谐波对电力系统的影响时往往对牵引供电系统模型进行一定的简化,虽然具有一定的合理性,但是这样分析出来的结果与实际结果相比必然存在一定的误差。针对牵引供电系统谐波分析模型不精确,利用PSCAD/EMTDC搭建了电力机车-牵引网-电网仿真模型,仿真研究了机车位置、机车数量和牵引网长度变化时牵引供电系统谐振以及电网总谐波畸变率的特性。仿真结果表明该仿真模型能更准确地分析牵引供电系统谐波特性,分析结果更加符合实际。     

曲靖110kV电气化铁路用电谐波危害分析

电力系统的谐波是电力系统电压正弦波形产生畸变,电力机车用电会产生0次到50次谐波。南昆电气化铁路和贵昆电气化铁路经过曲靖市,在曲靖电网内有110千伏电气化铁路牵引变电所11座,为了查明曲靖电网内电铁牵引站谐波情况,2005年10月至2006年2月,我们对红土沟等电铁牵引站进行谐波调查测试,测试结果表明,曲靖电网内电铁牵引站的5次、7次谐波电流及电压严重超标。本文从曲靖电网内电气化铁路牵引变电所变压器的结构分析入手,分析铁路牵引变电所谐波电流电压对电网的危害,以及谐波的抑制措施     

牵引供电方案设计中谐波谐振问题研究

为了评估牵引供电系统的谐波谐振特性,从牵引供电系统设计角度出发,建立牵引供电系统谐波特性仿真模型和牵引负荷谐波发射模型。研究牵引供电方案中外部电源系统短路容量大小和馈线电缆长度变化对牵引供电系统谐振特性的影响规律。在供电方案综合评判中引入谐波谐振特性分析,研究牵引供电方案与牵引负荷谐波特性匹配问题及其对供电质量的影响。研究结果表明,牵引供电设计参数的变化对谐波谐振特性影响显著,通过优化牵引供电方案可以减少甚至避免发生谐波谐振。     

风电场与电铁同母线接入对供电质量的影响研究

基于实际工程,借助电磁暂态仿真软件EMTP-RV,建立了广西灵川县灵田风电场的详细仿真模型及与风电场接入同一变电站110 kV母线的灵川电铁牵引站及机车负荷模型.研究了风电场在不同风速出力和电铁负荷状态下公共接入点电能质量,以及风电场与电铁牵引负荷接入同一110 kV母线的相互影响.并开发了电能质量计算模板用于多种电能质量指标的计算.多种运行工况的仿真表明,风电场与电铁负荷接入同一母线会恶化电网的运行条件,导致公共接入点剧烈电压波动,并向公共电网注入大量谐波.针对仿真中揭示的电压波动与功率振荡现象,结合现场条件,针对性提出合理调度风电出力、谐波治理与无功补偿等多项改善措施,使接入点的电能质量满足国家标准.     

基于级联H桥结构的电气化铁路用SVG的研究

在对电气化铁路牵引供电系统的供电等级、结构以及电力机车负载的特性分析的基础上设计了适用于电气化铁路的SVG。提出了采用H桥级联结构来增大容量使其适用于电气化铁路牵引网以及适用与H桥级联结构的调制策略——载波移相脉宽调制技术;并设计了电流补偿和电压补偿两种补偿模式,使SVG在系统供电电压稳定时进行无功补偿和谐波抑制,而在系统发生电压跌落时转换为维持接入点电压稳定的电压补偿模式。并在MATLAB环境下建立了仿真模型,对设计的SVG系统进行了仿真分析。仿真结果表明设计的复合控制装置具有响应速度快、动态性能良好。     

基于SVG的电力机车供电系统电能质量综合补偿技术研究

针对电力机车供电系统的电压波动、谐波污染等问题,采用了静止无功补偿装置SVG改善供电系统的电能质量。对静止无功补偿装置SVG的工作原理及其在电力机车供电系统中的应用进行详细的分析,提出了单相系统补偿电流的检测方法和综合补偿的控制算法;通过仿真分析了基于SVG装置的电力机车供电系统的性能,结果表明补偿装置SVG具有响应速度快、调节范围广、谐波抑制效果好、占地面积小等优点,能够有效治理电力机车供电系统中存在的电能质量问题,提高了电力机车供电系统的供电质量。