铁路电能质量控制系统容量优化设计

针对铁路电能质量控制系统(RPQMS)容量优化问题,分析了优化补偿原理,推导了V/v牵引供电系统电网侧电能质量参数与RPQMS容量优化补偿系数和负载特征之间的数学关系,建立了以RPQMS补偿容量最小为目标函数、电能质量参数为约束条件以及容量优化补偿系数为决策变量的优化模型,采用微分进化算法(DE)得到了补偿系数的全局最优解和补偿容量的目标最小值,进而得到控制器最优给定值。仿真和实验结果表明,采用该方法可以在满足全负荷范围电能质量指标的同时获得综合最优补偿效果,显著减少RPQMS补偿容量。     

新型供电系统潮流控制器容量优化研究

为了满足高速铁路大容量负荷补偿需求和降低有源补偿装置容量,以组合式同相供电系统为例进行分析。首先介绍了系统结构;然后分析补偿目标与补偿装置容量的关系,并以某实际高速铁路为例,计算了优化补偿和完全补偿条件下各牵引变电所中牵引变压器和潮流控制器的容量;最后通过模拟仿真验证了系统补偿方式与补偿容量的关系。     

基于模块化多电平换流器和组合式变压器的高速铁路同相牵引供电系统

为解决高速铁路大容量负荷补偿需要、降低有源补偿装置容量,提出了基于模块化多电平换流器(MMC)与组合式接线变压器相结合的有源补偿同相牵引供电系统。设计了基于MMC的直挂型潮流控制器(PFC)拓扑结构,并推导了MMC参数计算方法。提出了负序灵活补偿策略,在负序满足国标的前提下节省了有源补偿装置容量。与传统同相牵引供电系统相比,该方法在满足更高的电压等级和功率要求的同时,节省了匹配变压器成本,降低了有源补偿容量。最后给出了系统控制策略,并通过仿真分析验证了所提方案的有效性与正确性。     

基于V/V牵引变压器的同相供电系统电能质量混合补偿研究

为了综合补偿V/V同相牵引供电系统中的谐波、无功和负序等电能质量问题,提出了一种基于磁控静止无功补偿器(MSVC)和综合电能质量补偿器(HPQC)的电能质量混合补偿方法。通过协同控制MSVC和HPQC使得HPQC的直流电压最小,从而达到完全补偿无功、负序条件下,HPQC有源容量最小。再利用无源滤波器和HPQC有源滤波共同滤除系统中的谐波,实现对系统的负序、无功和谐波的综合补偿。另外还分析了混合补偿系统的负序、无功和谐波电流的实时检测方法,提出了HPQC和MSVC的协同控制策略,使得整个系统响应速度满足补偿要求。与传统有源补偿设备相比,降低了有源部分的补偿容量和直流电压,降低了补偿成本。仿真和实验结果验证了本文提出的混合补偿方法的有效性和可行性。     

组合式同相供电系统的网侧功率因数和不平衡度分析

组合式同相供电系统容量配置对补偿效果和工程造价至关重要,在牵引负荷无功和负序全补偿、欠补偿的情况下,分析了单相以及单三相组合式同相供电系统中,补偿后电网侧的功率因数和不平衡度与补偿装置和牵引变压器的容量比、无功补偿度、以及牵引负荷功率因数之间的关系。以补偿后网侧功率因数和不平衡度是否满足国标作为满意补偿的约束条件,分别以补偿装置容量、补偿装置以及牵引变压器容量和最小为目标函数,建立2种优化模型。最后,通过Matlab/Simulink仿真结果验证了建立的目标函数、设置约束条件以及优化结果的正确性。计算和仿真结果分析表明,相同牵引负荷条件下,单三相组合式补偿后的网侧功率因数高于单相组合式;单三相组合式同相供电系统的网侧电流不平衡度高于单相组合式;牵引变压器和补偿装置的容量比为1时,网侧负序不平衡度为0。     

基于V型接线的同相牵引供电系统

针对电气化铁道牵引供电系统存在大量的负序、谐波、无功,以及相邻供电区段分相绝缘器引起的列车速度和牵引力损失等问题,基于既有V型接线牵引供电系统,提出了一套同相供电系统的改造方案。在分析综合补偿原理的基础上,提出基于无锁相环的电流检测方法,建立综合潮流控制器容量模型及电能质量模型,并采用双向互补瞬时比较PWM控制策略。多重化主电路结构及满意优化补偿控制策略的提出,改善了系统的技术经济性。理论推导和仿真结果验证了方案的正确性与可行性。     

同相牵引供电系统负序、谐波、无功电流实时检测方法及其补偿策略

同相牵引供电系统旨在实现电能质量的综合补偿。提出了一种基于同步坐标变换的电流检测方法,能实时准确地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,为综合补偿提供了基础。电能质量的补偿力度与设备容量之间存在非线性关系。提出补偿度的概念,并给出补偿度与电能质量参数的关系,通过给定电能质量期望参数,实时调整负序、谐波以及无功补偿度,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,从而实现同相供电系统容量优化满意补偿。理论推导和仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于单台YN,d11变压器的同相AT供电系统

由单台YN,d11-27.5(110kV/27.5kV)接线变压器加有源滤波器构成的同相AT牵引供电系统,可以节省变压器,取消分相绝缘器;通过控制有源滤波器,能实现消除三相不平衡、补偿无功和动态滤除谐波,并使变压器容量得到充分利用。针对该同相供电系统,分析补偿电流的实时检测技术以及对平衡补偿装置的控制方法,并基于Matlab/Simulink建立同相AT供电系统的仿真模型,对仿真结果进行分析。     

同相牵引供电系统负序、谐波、无功电流实时检测方法及其补偿策略

同相牵引供电系统旨在实现电能质量的综合补偿.提出了一种基于同步坐标变换的电流检测方法,能实时准确地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,为综合补偿提供了基础.电能质量的补偿力度与设备容量之间存在非线性关系.提出补偿度的概念,并给出补偿度与电能质量参数的关系,通过给定电能质量期望参数,实时调整负序、谐波以及无功补偿度,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,从而实现同相供电系统容量优化满意补偿.理论推导和仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性.     

再生制动对同相供电系统电能质量影响研究

同相供电系统可提供牵引供电网中的负序电流、无功电流、谐波的补偿以及解决电分相问题。本文介绍了单相组合式同相供电系统和列车再生制动工作原理,通过建立仿真模型,分析了列车处于再生制动工况下对同相牵引供电系统及电力系统三相不平衡度、功率因数和谐波的影响,验证了同相供电系统在列车再生制动工况下,不改变控制策略解决电能质量问题的有效性。     

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...     

配网末端低电压串联补偿控制方法及装置设计

为解决配电网末端低电压问题,设计了一种基于串联电压补偿控制的线路电压补偿系统。以有功线路损耗最小和节点平均电压偏差最小为目标,建立了补偿装置的安装位置和容量优化配置模型。计及负荷的电压静态特性,及补偿装置接入后对接入点前段线路潮流分布的影响,设计了加入补偿装置的线路潮流模型及求解计算方法。以一典型线路末端低电压台区为算例,对比了加入补偿装置前后的线路电压特性,结果表明,设计的系统能够以线路负荷1/10的补偿装置容量,实现线路全部供电电压满足供电指标要求,有效地解决了原有的低电压问题。     

基于新型YNvd平衡变压器的电气化铁道同相供电系统

针对电气化铁路牵引供电系统中存在的无功、负序、谐波及过分相问题,提出了一种由新型YNvd平衡变压器、综合潮流控制器(IPFC)组成的同相供电系统。与采用传统的YNvd平衡变压器进行同相供电的装置相比,其通过合理配置新型YNvd平衡变压器绕组的电压等级,节省了1台单相耦合降压变压器,从而降低了整套装置的成本和占地空间。对新型YNvd同相牵引供电系统的补偿原理进行了详细的分析,为实现补偿电流的无偏差跟踪,提出了一种基于广义积分迭代控制算法的电流控制器设计方法。仿真结果证明了所提方法和控制策略的可行性和有效性。     

一种适用于牵引供电系统的新并联混合型有源滤波器的研究

牵引供电系统是电力系统的一个重大分支,它的谐波和无功注入对大电网产生了很大的污染,有必要对其进行滤波及无功补偿。针对单独使用的有源滤波装置容量要求较大的缺点,提出了一种改进后的并联混合型有源滤波器拓扑结构,并对其工作原理进行了理论分析,讨论了相应的控制策略,通过Matlab/Simulink仿真验证了它的谐波抑制和无功补偿性能,结果表明该方案是可行的。     

牵引变电所无功谐波综合补偿方案研究

针对牵引供电系统的特点,提出了一种利用混合补偿器进行牵引变电所无功和谐波综合补偿的新方案.混合补偿器由有源滤波器、无源滤波器及一种新型的可调无功补偿装置构成,其特点是有固定的滤波通道且初期投资较少.分析了该可调无功补偿装置的工作原理,讨论了谐波及无功电流检测方法与混合补偿器的控制策略.以某实际的牵引变电所为对象,利用MATLAB提供的Simulink仿真平台建立了仿真模型,仿真结果表明所提出的综合补偿方案有良好的无功、谐波补偿效果.     

V/v牵引供电所混合式电能质量控制系统非对称补偿设计

针对V/v牵引供电所功率因数低、负序及谐波含量大等问题,结合有源和无源优势,提出一种由多重化背靠背双向变流器和非对称无源补偿滤波支路构成的大容量、低成本、混合式、综合补偿系统。研究了两臂无源补偿滤波支路对有源部件容量的正负效应现象,分析了系统非对称补偿原理和容量设计方法,降低了装置有源部件容量和总成本。通过对比分析工程样机投运前、后主要电能质量参数,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于V/v变压器同相牵引供电的新型补偿系统

为更有效、更经济地解决传统V/v同相牵引供电系统中存在的电能质量问题,提出了一种在新拓扑结构下采用混合电能质量调节器(HPQC)的电能质量综合补偿方法。相比于传统拓扑结构下的补偿系统,新拓扑结构下的补偿系统有更加显著的节容特点。结合电气化铁道牵引负荷波动频繁的特性,对HPQC中无源器件(LC、L)和有源器件(变流器)的参数进行了设计。另外还分析了新型补偿系统下HPQC的控制策略,使其满足系统的补偿要求。     

基于器件结温的同相补偿变流器可靠性评估

以5 MW模块化同相补偿变流器为例,基于同相补偿变流器的相关电热参数,建立变流器整流侧和逆变侧IGBT模块的结温仿真模型,分析同相补偿变流器在额定工况时的损耗和结温。结合实测的高速铁路和重载铁路牵引负荷数据,利用Bayerer模型和线性疲劳累积损伤理论评估全时补偿和需时补偿下同相补偿变流器的可靠性。研究结果表明,由于高速铁路和重载铁路2种牵引负荷波动程度的不同,重载铁路全时补偿和需时补偿下变流器故障率的差异远低于高速铁路全时补偿和需时补偿下变流器故障率的差异。同时针对重载铁路负荷,提出了一种新的能提高同相补偿变流器可靠性的运行方式。     

基于PCC暂态电压稳定性分析的T-PAPF补偿装置研究

为解决单独使用有源电力滤波器补偿谐波与无功时所需有源容量较大所带来工业经济成本过高这一实际问题,文章将并联型有源电力滤波器(PAPF)与晶闸管投切滤波器(TSF)结合构成T-PAPF补偿装置。分析装置的拓扑结构及基本原理,对系统参数及控制策略进行设计,利用求解系统主导不稳定平衡点(CUEP)的方法对装置公共连接点(PCC)的暂态电压稳定性进行分析,并利用Matlab对系统进行仿真。仿真结果表明TPAPF的投入增强了PCC暂态电压稳定性,极大地降低了网侧谐波含量并提高了系统的功率因数,很适用于非线性负载的补偿,并能有效降低有源补偿的容量,提高了工程的经济性。