电气化铁道用多电平电能质量调节器及其控制研究

电气化铁道是直接接入高压电力系统的一个特殊用户,其负荷具有非线性、非对称性和波动性等特点。以沪杭电气化铁路某牵引变电所为研究对象,针对电气化铁道谐波、无功和负序电流的综合治理要求和特点,提出了一种新型的多电平电能质量调节器（MPQC）。这种新型的电能质量调节器主要由共用直流侧电容的两组单相多电平逆变器组成,每组逆变器由两个直流侧电压为3∶1的H桥逆变器级联而成,通过电网变压器与牵引电网联接。通过分析多电平调节器的电能质量调节特点,提出了适用于单相多电平逆变器的多电平直接脉宽调制方法（MDPWM）,应用了基于逆变器两侧能量平衡的多电平逆变器控制方法。仿真结果证明了这种新型的多电平电能质量调节器的可靠性较高,能同时补偿牵引电网的上、下行供电臂,满足对电气化铁道的电能质量综合治理要求,能获得良好的补偿效果。     

电气化铁道用多电平电能质量调节器及其控制研究

电气化铁道是直接接入高压电力系统的一个特殊用户,其负荷具有非线性、非对称性和波动性等特点.以沪杭电气化铁路某牵引变电所为研究对象,针对电气化铁道谐波、无功和负序电流的综合治理要求和特点,提出了一种新型的多电平电能质量调节器(MPQC).这种新型的电能质量调节器主要由共用直流侧电容的两组单相多电平逆变器组成,每组逆变器由两个直流侧电压为3∶1的H桥逆变器级联而成,通过电网变压器与牵引电网联接.通过分析多电平调节器的电能质量调节特点,提出了适用于单相多电平逆变器的多电平直接脉宽调制方法(MDPWM),应用了基于逆变器两侧能量平衡的多电平逆变器控制方法.仿真结果证明了这种新型的多电平电能质量调节器的可靠性较高,能同时补偿牵引电网的上、下行供电臂,满足对电气化铁道的电能质量综合治理要求,能获得良好的补偿效果.     

文摘

交流电气化铁道牵引供电系统的综合补偿[中]/缪耀珊//电气化铁道·2005,(5).-1~5.为了保证电气化铁道牵引供电系统的功率因数、负序、网压和谐波符合国家标准的规定,以往的做法是在牵引供电系统中采取各种方式或装置分别进行补偿。本文提出采用一种可分相控制的SVC来实现综合补     

基于TCR+FC型电铁电能质量治理装置研究及应用

电气化铁道对电网造成功率因数低、谐波含量大等许多不利影响,TCR+FC型静止无功补偿装置(SVC)是解决上述问题的有效手段。因此本文首先介绍了电铁静止无功补偿装置的原理,然后较为详细地阐述了SVC基本参数的确定方法和控制系统的设计实现,最后通过SVC在电气化铁道中的具体应用和投运前后电能质量的比较分析,表明SVC能显著提高电气化铁道牵引供电系统的电能质量。     

电气化铁道牵引负荷的无功和负序分析

针对目前社会对电能质量的要求越来越高、而目前我国电气化铁道负荷品质和管理手段仍处在较低水平的状况,介绍了在我国某地区开展的对无功和负序的综合治理研究工作,对电气化铁道牵引负荷引起的电压偏差、负荷序分量引起的三相电压不平衡度进行了实测及具体分析。     

电气化铁道牵引负荷的无功和负序分析

针对目前社会对电能质量的要求越来越高、而目前我国电气化铁道负荷品质和管理手段仍处在较低水平的状况,介绍了在我国某地区开展的对无功和负序的综合治理研究工作,对电气化铁道牵引负荷引起的电压偏差、负荷序分量引起的三相电压不平衡度进行了实测及具体分析.     

大容量箱式串联电容器在电气化铁道上的应用

本文介绍了关于电气化铁道扩能改造工程中补偿牵引网电压损失的箱式串联电容器芨其成套装置的性能、结构特点、适用范围和功能，阐述了设计和制造箱式关电容器的技术关键问题，分析了此类电容器及春成套装置使用后产生了经济效益。     

电气化铁道电能质量优化控制仿真分析

电气化铁道牵引供电系统存在功率因数低、谐波含量和负序电流大等电能质量问题,而传统的固定电容器式无功补偿又存在易容性过补,易与电网谐振,且滤波效果差等问题.文中提出一种基于混合滤波的应用于牵引供电系统的电能质量优化控制方法,它是利用无源网络隔离基波电压,充分发挥有源滤波器、无源滤波器各自优势的新型滤波装置.分析了其拓扑结...     

电气化铁道电能质量综合控制研究

作为典型的非平衡负载,电气化铁道的牵引负载给公共电网带来的谐波、负序和无功等电能质量问题不容忽视。静止无功补偿装置（SVC）是一种减小甚至消除无功、谐波以及其他电能质量问题的有效方法。以静止无功补偿器（SVC）为基础,对电气化铁道的电能质量问题的综合控制进行研究。     

新型同相供电系统潮流控制器直流侧电压研究

新型同相供电系统潮流控制器是一种单相交直交变换装置,该装置结合三相两相平衡变压器能够实现电气化铁道的同相牵引供电。分析了潮流控制器中间直流侧电压波动的原因,在控制器的控制原理基础上分析了直流侧电压波动对装置输入输出电流波形的影响,并从抑制直流侧电压波动和改善输入输出电流质量方面提出了解决方案。进行了相关仿真验证,证明研究结论以及解决措施的有效性。     

列车再生制动能量管理及控制系统研究

为回收利用交流电气化铁路列车产生的再生制动能量,研究了再生制动能量管理及控制系统。提出一种基于牵引负荷状态的能量综合管理策略,以牵引变压器两供电臂负荷功率为信息载体表示系统的不同工作模式,多种工作模式可相互切换。在混合储能装置内部功率分配中,通过引入锂电池荷电状态SOC（state of charge）及超级电容中间调节电压,保证了储能单元能够根据各自储能特性运行。设计了铁路功率调节器RPC（railway power conditioner）变换器和储能接口双向DC/DC变换器的控制算法。仿真结果表明该系统的正确性和有效性。     

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。     

基于三相-单相变换的新型同相供电系统方案

针对当前电气化铁路供电系统中存在的负序、无功、谐波和电分相等问题,顺应铁路高速化、重载化的潮流,提出一种基于三相-单相变换的新型同相供电系统方案。该同相供电方式的整流侧采用不控整流电路,逆变侧采用H桥级联多电平单相SPWM变流器。由电压有效值和瞬时值双闭环控制,抑制不控整流电路的直流电压波动对逆变侧交流电压的不良影响,为机车负载提供稳定的电压支撑。分析了该新型同相供电系统的工作原理及其在不同工况下的供电性能,并在Matlab/Simulink平台上建立了系统模型。仿真结果验证了该方案的正确性与可行性。     

电气化铁路负荷对电网电能质量的影响

铁路电气化具有运输能力大,综合能源利用率高,节能减排等明显优点,随着科学技术和国民经济的快速发展,我国铁路电气化进入了一个非常快的发展时期。但是,电气化铁路牵引负荷由于其单相运行、整流供电、负荷变化等原因,对所接入的电力系统带来功率因数低、三相电压不平衡、谐波超标、电压波动等严重的电能质量问题。河南地处全国铁路网中心,铁路电气化比例位于全国前列。结合河南电网的情况及电气化铁路发展的特点,讨论了河南电气化铁路负荷对电网电能质量的影响,并给出了相应的解决措施。     

同相牵引供电系统PWM整流环节仿真的研究

当前牵引供电系统均采用异相供电技术,各供电区段需要用分相绝缘器分隔,电力机车在运行中会出现停电过分相区和带电闯分相区的情况,严重影响了电气化铁路高速、重载的发展,而且电气化铁道的牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量的谐波和无功。本文就是针对现有的问题提出了一种新型的牵引供电系统,其中对整流部分进行了设计,有效解决了三相不平衡运行,实现了同相供电,解决了过电分相等问题。并建立PWM整流控制系统的Simulink仿真模型,进行仿真分析,结果表明该设计是可行的。     

电气化铁路电能质量综合治理实验平台设计

为提高电气化铁路牵引供电系统的电能质量,设计电气化铁路电能质量综合治理实验平台,节省了大量的人力物力并提高了科研人员的研究效率。由于多种电能质量治理设备均以PWM变流器结构为基础,据此论文在分析当前电气化铁路电能质量治理设备实验功能需求的基础上,结合多种电力电子实验拓扑结构及控制方式的联系与区别,对其总体结构和主电路进行设计,给出了实验模式转换的原理和方法,并搭建软硬件实验平台进行功能验证。实验结果证明了所设计电气化铁路电能质量综合治理实验平台的正确性和有效性。     

基于通用电能路由器的微电网架构及其控制方法

在中压直流作为电源的交直流混合微电网中,低压公共交直流母线为多变流器的接入提供了稳定电压。微电网通过配置电能路由器,构建低压交直流母线电压,在保障交直流系统故障隔离的前提下,可实现交直流系统功率的双向传输,提升了新能源的消纳,同时还可提高混合微电网的运行可靠性。文中提出基于通用电能路由器单元的低压微电网系统拓扑,设计了电能路由器的端口配置及控制模式,优化了电源与电网的接入,通过多机并联控制策略,有效解决了多电源并联运行稳定性问题,研究了变换器的电压一次调节、二次调节及微电网控制模式快速转换的控制方法,可有效丰富配电网的运行方式,优化光伏、风电等新能源的消纳路径。     

基于UPQC的电气化铁路同相供电方案的研究

介绍了一种基于统一电能质量调节器(UPQC)的电气化铁路同相供电方案,通过对UPQC的主电路结构、功能和控制方法的详细分析,指出了该控制器相对于现有其他方案的优点,通过仿真结果证明,基于UPQC的同相供电系统能解决电气化铁路存在的三相不平衡,电压波动,谐波污染,功率因数低等问题。     

Autotransformer fed traction power supply system: analysis,modeling and simulation

For many decades, Ethiopia had been using a meter gauge railway from Addis Ababa to the red sea port of Djibouti. Currently, the century old railway is completely replaced by a brand new standard gauge electrified railway line aiming to connect the country to the global market by guaranteeing a unified access to different regions of the country. In order to meet modern railway standards, a 1 x 25 kV catenary system is adopted in Ethio-Djibouti railway line corridor. In this paper, an alternative and a more superior 2 x 25 kV traction power supply system is presented. The modeling and analysis of the 2 x 25 kV traction supply system including the traction load, the substation power transformer, the autotransformer(AT), the catenary line impedance, etc., are performed. In addition, in order to validate the benefits of the proposed system, a comparative analysis of the two types of traction power supply arrangement has been conducted using MATLAB simulation. The analysis focuses on evaluating the voltage profiles of both power supply configurations on the basis of BS EN 50163:2004 international standard.     

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