电气机车谐波电流模型

由于电气化铁道运输具有速度快、成本低等优点,国内主要铁路干线将进行电气化改造。但是,电气机车运行时产生的高次谐波电流。使得向它供电的电力系统的安全运行受到威胁,综合治理电气化铁道引起的谐波污染已刻不容缓。本文主要介绍国产韶山Ⅰ型电力机车产生谐波的原理,由此推导出其谐波电流模型及计算方法。     

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。     

基于概率谐波电流源的交流电力机车模型研究

本文基于大量实测数据,采用一种改进的最大熵法分析了交流机车负荷谐波的分布特性,并在PSCAD仿真平台上搭建了交流电力机车的等效电流源模型。电流源基波分量以三电平四象限整流桥模拟,用于仿真机车负荷的冲击性以及不对称性对电网的影响。谐波分量则利用MATLAB接口模块实现了概率谐波电流源,考虑了谐波受各种随机因素的影响。由于谐波电流源模型基于实测数据,故仿真结果更接近实际情况。     

电气化铁道负序、谐波及无功电流实时检测

电气化铁道牵引机车的单相非线性,导致供电系统含有大量负序、谐波及无功电流。基于有源滤波器补偿的电气化铁道牵引供电系统,关键是补偿电流的检测。检测方法影响补偿的内容及结果的精确性及实时性。根据瞬时无功功率理论,提出一种能综合补偿电气化铁道牵引供电系统负序、谐波和无功电流的检测方法。该方法通过无延时的两相虚拟,不存在相序延迟,能检测出系统中含有的谐波及无功电流,通过平衡变换原理,能检测出负序电流。同时该检测方法的应用不受平衡变压器限制。通过综合补偿理论分析和仿真结果证明,该检测方法具有实时性好、检测精度高的特点。     

车网耦合系统谐波谐振特性研究

交直交机车产生的高次谐波容易在牵引网上引起谐波谐振,导致牵引网上电压升高,影响到电力机车的正常运行.文章利用实测谐波电流数据推导机车谐波电流源,在 MATLAB/SIMULINK平台上搭建车网耦合系统模型,基于阻抗分析车网耦合系统谐振机理及放大特性,进一步研究了不同因素对车网耦合系统谐波谐振的影响规律.结果表明, 短路容量、机车位置、供电臂长度等因素改变对车网耦合系统谐波谐振特性影响显著,可为谐波谐振抑制提供参考。     

牵引机车中的高频谐波对电缆终端热点的影响

为研究牵引机车中的高频谐波以及由此导致应力控制型电缆终端绝缘迅速劣化的问题,研究了牵引机车过分相时电网电压波形畸变率和谐波的变化,以及此高频谐波对电缆终端的影响。搭建了高频高压电缆老化实验平台,利用高频高压发生装置对电缆终端施加了不同频率的电压,使用红外热成像仪分析了高频谐波对不同类型电缆终端热点的影响。研究结果表明:牵引机车过分相时电网电压、电网电流波动比较明显,而且由此带来的谐波比较严重,随着谐波频率的不断增大,电缆终端局部形成电场高点并转换成阻性发热,阻性发热功率密度也增加,应力控制型电缆终端在局部的热点温升比几何型电缆终端表现得更加明显。谐波频率的增加会导致材料介电性能的降低,进而会引起电缆终端电场强度的增加,牵引机车适当加装高频滤波装置有助于延长其电气设备的使用寿命。     

电力机车引起的电网附加谐波损耗计算

电力机车为单相大容量整流负荷,它运行时将产生大量的谐波电流,这些谐波电流通过牵引供电系统注入电网,不但威胁到电网的安全运行,而且还产生附加的谐波网损,造成输电效率降低。目前,对于非线性用户的电能计量仍然沿用传统的感应电能表计量方法,这种方法不能计入非线性用户的谐波功率,从而造成供电部门少收电费。电力机车作为电网的重要谐波源,对其引起的电网附加谐波损耗进行定量的分析计算,进而研究采取合理的计量方法,是非常必要的。     

电能质量谐波监测与评估综述

电力系统谐波是评价电能质量的重要指标之一。随着电力电子技术的快速发展,大量非线性设备投入电网运行,使电网产生大量谐波,严重影响电力系统的安全稳定运行,因此,监测并评估谐波干扰强度极其重要。本文首先介绍谐波监测的意义、目的、方法等,然后讨论各项谐波干扰强度的评价指标以评估公共电网谐波、用户接入谐波,最后基于谐波潮流计算,归纳电网中存在多谐波源的干扰叠加问题。     

牵引供电系统车网高次谐波耦合的研究

基于对交-直型机车与交-直-交型机车谐波特性的分析,对车网系统之间的耦合作用机理进行了阐述,研究了网侧电压谐波对交-直-交型机车变流器的作用机理,并以单线直供牵引网为例绘制了系统谐波阻抗波形图.建立了高次谐波车网系统仿真模型,利用仿真手段对车网耦合作用机理进行了深入研究和验证.得出的结论对今后研究及治理车网高次谐波耦合现象可起到重要的参考作用.     

基于小波理论的电气化铁道谐波电流的分析

对交直交型电力机车HXD30017谐波电流进行小波分析,并运用小波包理论及MATLAB工具箱计算得到了该谐波电流的有效值。同时对机车谐波电流的傅里叶分析,得到了信号的频谱图。结果表明小波变换对电气化铁路产生的谐波有很好的分析效果。     

电气化铁路牵引变电所概率谐波电流的仿真计算

推导了多辆电力机车运行条件下电气化铁道牵引变电所谐波电流计算公式，考虑了电气化铁道操纵规程对谐波的影响，设计了相应的数据库存放牵引负荷谐波仿真计算所需要的信息。文中所开发的仿真软件能够依据铁路部门的运行图和操纵图，结合电力机车谐波电流动态仿真计算模型，考虑牵引负荷主要的随机因素，利用蒙特卡罗法得到牵引变电所高压母线全天24 h谐波电流的概率分布和统计特性。     

基于Laguerre多项式的电力机车谐波电流估计

提出利用Laguerre多项式的逼近函数进行电力机车谐波电流估计。根据机车不同的运行方式建立机车模型,通过随机变量矩的合成求出机车电流的k阶原点矩,利用Laguerre多项式展开拟合其概率密度函数PDF(ProbabilityDensityFunction)。根据机车谐波电流与负荷电流的比例关系,求得谐波电流的95%概率估计值。最后,对SS1型机车产生的谐波电流进行估计,证明了该方法的有效性。     

双馈型风力发电机的谐波抑制

由于双馈风力发电机的转子回路采用大功率交直交变流装置,在运行时,它将产生大量谐波电流。为降低谐波对电网的污染,双馈型风力发电机采用多种谐波抑制措施,有效抑制了谐波对电能质量的影响。     

配电网谐波电流限值计算与评估的若干问题探讨

本文立足国家标准《电能质量公用电网谐波》,针对配电网谐波电流限值计算与评估中存在的一些问题进行了探讨。考虑谐波电流限值分配关键参数,分析单个用户接入电网公共连接点的确定对系统阻抗的影响,提出公共连接点短路容量计算的若干方法。在此基础之上,基于工程实际案例分析背景谐波电压引起的谐波电流问题以及非线性负荷的谐波电流放大问题,为电能质量的限值计算与评估提供参考。     

京广线孝感段电气化铁道谐波、负序监测与分析

京广线孝感段电气化铁道谐波、负序监测与分析湖北省电力试验研究所（４３００７７）孟照军１概述电气化铁道的牵引机车负荷为流动性的大功率单相整流负荷。当其接入电网运行时，在电力系统中产生较大的高次谐波及负序分量，对电气设备及系统安全经济运行造成严重的危害。...     

基于Matlab的电力系统谐波评估研究

电力系统中,各种非线性设备向电网注入谐波电流,引起电网电压畸变,电能质量下降。因此,电力设备在接入电网之前,必须对其注入电网公共连接点的谐波电流进行评估,以便采取抑制措施。常规的谐波潮流计算的方法存在建立系统模型困难、计算繁琐等缺点。因此,采用M atlab的Powerlib工具对一座110 kV变电站建模分析,对注入系统的各次谐波含量进行了评估。结果表明,利用M atlab进行谐波评估具有建立模型简便,计算速度快的优点。     

机车牵引变压器谐波测试

牵引变压器是用来把接触网上取得的25kV高压电变换为供给牵引电机及其他辅助电机、机车电器工作所适合的电压,是电力机车电源装置的重要组成部分。本文提出了一个测试机车牵引主变压器负载电流谐波的方案。正确测试负载电流中包含的谐波分量,对主变压器的设计制造及电源变流系统设计,都有很大的指导作用。     

高速铁路贯通供电系统及其谐波特性研究

针对电气化铁道牵引供电系统存在的负序、谐波、无功及机车过电分相问题,提出了新型的基于三/单相交直交变换器的贯通供电系统,与同相供电系统相比,能彻底取消电分相,实现电气化铁路内部的同相联网,消除或大大减轻对电力系统的电能质量影响.在贯通供电系统下,本文建立了牵引网-机车联合仿真模型,验证了方案的可行性,并分析了CRH5动车组的谐波特性,为抑制牵引网谐波电流放大,避免车网系统谐波谐振提供了理论依据.     

基于Matlab的电力系统谐波评估研究

电力系统中,各种非线性设备向电网注入谐波电流,引起电网电压畸变,电能质量下降.因此,电力设备在接入电网之前,必须对其注入电网公共连接点的谐波电流进行评估,以便采取抑制措施.常规的谐波潮流计算的方法存在建立系统模型困难、计算繁琐等缺点.因此,采用Matlab的Powerlib工具对一座110 kV变电站建模分析,对注入系统的各次谐波含量进行了评估.结果表明,利用Matlab进行谐波评估具有建立模型简便,计算速度快的优点.     

虚拟同步机并网运行下电网谐波抑制和故障穿越策略

针对电网发生对称故障瞬间传统阻抗重塑型谐波电流抑制方法严重加剧虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)故障电流的问题,介绍了传统阻抗重塑型谐波电流抑制方法的原理。基于电网不对称故障下VSG谐波阻抗模型,揭示了传统阻抗重塑型谐波抑制方法加剧VSG故障电流的机理。在此基础上,提出一种VSG谐波电流与故障电流协同抑制方法。通过引入虚拟电感重塑电网故障点至VSG的等效阻抗,实现了VSG并网运行下电网谐波和故障电流的协同抑制,有利于改善电网电能质量并提高VSG的故障穿越能力。最后,通过仿真验证所提控制策略的正确性和有效性。