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。     

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。     

光伏接入牵引供电系统对电能质量的影响

提出将光伏系统作为牵引负荷电源之一,与电力系统共同给牵引负荷供电的方案。光伏系统在27.5k V侧接入牵引供电系统,分析牵引负荷特性和光伏系统输出特性,推导计算光伏系统接入前、后对电力系统侧电能质量的影响;针对不同工况对光伏接入后电能质量的影响进行仿真分析,基于实测负荷数据对光伏系统接入前、后电能质量的影响进行验证。结果表明:所研究的光伏接入方案对电力系统侧三相电压不平衡度不产生影响,对三相谐波畸变率以及功率因数的影响与接入光伏系统的大小有关。     

电铁牵引变电站接入电力系统谐波和负序分析

通过某电气铁道工程牵引变电站接入电力系统谐波和负序（基波）的计算分析,介绍了电气铁道牵引站产生并注入系统的谐波电流和引起的三相电压不平衡度的计算方法。针对该电气化铁道工程设计中采用三相变压器或单相变压器的不同方案,对电气铁道牵引站产生并注入系统的谐波电流和引起的三相电压不平衡度进行了计算分析。     

电铁牵引变电站接人电力系统谐波和负序分析

通过某电气铁道工程牵引变电站接入电力系统谐波和负序(基波)的计算分析,介绍了电气铁道牵引站产生并注入系统的谐波电流和引起的三相电压不平衡度的计算方法.针对该电气化铁道工程设计中采用三相变压器或单相变压器的不同方案,对电气铁道牵引站产生并注入系统的谐波电流和引起的三相电压不平衡度进行了计算分析.     

负序和谐波条件下电能计量方式合理性分析

目前,负序和谐波条件下的电能计量方式仍然存在争议。以电气化铁路为研究对象,从功率因数调整电费的角度介绍了现行功率因数、算术功率因数、矢量功率因数和等效功率因数等参数的定义,对比分析了负序和谐波条件下功率定义的合理性。最后,通过仿真和实测数据分析了不同视在功率定义方法的应用特性。结果表明,等效视在功率因数更能反映牵引供电系统负序和谐波对电网产生的影响,具有更广泛的适用性与合理性。     

高铁供电系统的不平衡负序电流 对电力系统的影响

针对高铁供电系统的不平衡负序电流对电力系统影响问题,从理论分析和仿真计算两个方面研究了高铁牵引站不平衡负序电流对电力系统的影响;在理论分析上,建立了V/X接线方式的高速铁路牵引供电系统的数学模型,提出了一种V/X接线方式下注入电力系统的负序分析方法;在仿真计算上,采用PSCAD/EMTDC完成了吉林延边地区5个高铁牵引站对电力系统影响的计算。研究结果表明,延边地区的5个高铁牵引站对电力系统的影响的情况不同,公共连接点短路容量比较小的供电系统的三相电压不平衡度存在超标的现象。     

不平衡牵引负荷对电网容量占有的探讨

电气化铁道牵引负荷是典型的不平衡负荷,其负荷状况成为电网公司和铁路部门多年关注的热点问题,理论计算了在线几种典型的牵引变压器的输出容量,探讨了其各自对电网的占有容量,理论分析了三相不平衡负荷的功率因数定义及提高功率因数的方法,结合变电所实测数据,经对比分析,提出了抑制电压不平衡度的方法,最后从供电部门角度,探讨了牵引变电所容量电费计费方式。     

基于三相-单相电力电子变压器的牵引供电系统负载不平衡、无功和谐波潮流分析

将三相-单相电力电子变压器应用于贯通式同相供电系统,对比计算了传统变压器、电力电子变压器的单相侧和三相侧之间负载不平衡、无功和谐波的潮流关系。基于三电平电路研究了隔离DC-DC变换器和多模块级联整流器的控制方法:整流器采用有功无功解耦控制,实现了三相网侧单位功率因数运行;隔离DCDC变换器采用双边三电平控制,减小了流过中频变压器电感电流有效值。仿真和实验结果验证了基于三相-单相电力电子变压器的贯通式同相供电系统可有效消除负载不平衡、无功和谐波对三相电网电能质量的不良影响,系统动静态性能良好。     

电气铁道三类牵引变压器输入电力系统的不平衡谐波分析

本文通过对电气铁道了Y/Δ-11和V/V牵引变压器三相不对称运行和T接(scott)牵引变压器两相负荷不平衡运行的谐波分析,提出了电气铁道输入电力系统不平衡谐波的序谐波和线谐波电流概念并对上述3种牵引变压器进行了计算。(输入系统的负序(基波)电流用谐波电流统一公式计算)。讨论了各次线谐波和序谐波电流以及负序(基波)电流随供电臂机车电流的变化规律。 文中对上述3种牵引变压器输入系统各次谐波电流的特点和负序(基波)电流的大小作了比较。并将国内外其它几种牵引变压器等效为上述Y/Δ-11或T接牵引变压器,以便利用所述公式计算它们输入电力系统的不平衡谐波。     

非正弦非平衡电力系统视在功率研究

电力系统中非线性元件的急剧增加,造成电流电压波形的畸变和不对称日益严重。尽管非正弦波形下有功功率的定义已确定无疑,但视在功率的定义存在争议,导致功率因数的差异。对工业界广泛使用的算术视在功率和矢量视在功率与IEEE1459-2000试行标准中有效视在功率的定义进行了对比分析,通过线损和视在功率的关系证明了传统定义的局限性和有效视在功率定义的科学性;以三相不对称的牵引电力网为例,根据德昌牵引变电所实测数据进行了仿真试验,通过计算结果的分析,证实了有效视在功率在实际应用中的现实意义。     

同相贯通牵引供电系统综合潮流控制器设计

针对电气化铁道牵引供电系统存在大量的负序、谐波、无功等问题,提出了一种适用于牵引负载的同相贯通牵引供电系统交直交综合潮流控制器.交直交综合潮流控制器由两电平四重化PWM整流器和4个2H桥级联多电平逆变器组成.潮流控制器能够实现单位功率因数、低谐波含量三相整流,及时传递牵引负载需要的有功功率,使得牵引供电系统呈现出三相对称纯阻性负载特性.Matlab/Simulink下仿真结果,验证了该方案的正确性.     

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。     

基于连续潮流的配电网供电能力评估

随着非全相运行的分布式电源大量接入配电网,配电网固有的三相不平衡特征更加突出,传统配电网供电能力评估因忽略配电网三相不平衡特征导致结果不准确。为了准确分析三相不平衡特征对配电网最大供电能力评估的影响,建立了以配电网供电负荷参数最大为目标函数,考虑了支路热约束和节点电压等状态变量和分布式电源的有功和无功功率等控制变量的含分布式电源三相不平衡配电网供电能力评估模型。选择电压跌落情况最严重的相作为连续参数,确保预测-校正过程的的连续潮流法求解的结果更加精确。最后,采用拓展的IEEE33节点配电系统进行仿真验证,表明文中所提的模型和求解方法是有效的。     

电气化铁路电能质量监测平台设计

提出了一种基于分布式体系软件平台构建的分层、分布式电气化铁路电能质量监测平台.监测平台采用分布式结构设计,实行1对N管理,主要包括主站系统、分站系统和通信通道3个主要组成部分.监测平台对谐波、电压波动和闪变、三相不平衡、功率因数等电能质量指标的监测,完全按照最新国家标准执行.检测方法可根据国标修订情况及时变更.监测平台采用嵌入式Internet技术,透明地支持多种通信方式.分站系统主要组成部分为电能质量监测仪,用于测量功率、电能和三相电能质量数据.包括谐波含量、暂态过程、电压跌落和突增、功率因数、冲击等.监测平台采用SQLServer 2000数据库管理系统.有USB通信接口,监测平台对操作员是开放的,监测点的扩展不受限制.电气化铁路电能质量监测平台已在胶济电气化铁路沿线电网中投入运行,现已涵盖了数个牵引变电站.     

基于YN-vd接线变压器的新型同相牵引供电系统

提出了由一种YN-vd接线平衡变压器和平衡变换装置BCD(Balance Converting Device)构成的铁道牵引系统同相供电方案.平衡变换装置由2个电压型单相有源滤波器构成,用以补偿负载的无功和谐波电流,以及变压器2个副边绕组的不平衡电流.无论牵引负载的性质及负荷的分布情况如何,经过变换之后,变压器的输入侧都表现为三相对称的纯阻性负载.分析了系统的结构和工作过程,提出了单相有源滤波器的状态优化控制方法.以一列满载运行的机车为对象,进行了供电系统的软件仿真研究,仿真结果证实了系统结构和控制方法的正确性.     

Evaluating power system unbalance in the presence of harmonic distortion

This paper presents a new method to evaluate power system unbalance in the presence of harmonic distortion. The balanced, the first unbalanced, and the second unbalanced components are obtained from the original three-phase current and voltage phasors of each harmonic component. The equivalent root-mean-square (RMS) value of three-phase voltage and current is then decomposed into the balanced fundamental, the unbalanced fundamental, the balanced harmonic, and the unbalanced harmonic components. The same decomposition is applied to the apparent power, and the system unbalance can then be evaluated through the proposed system total unbalance distortion factor. The unbalanced fundamental, the balanced harmonic, and the unbalanced harmonic distortion factors are defined. These distortion factors clarify the interleaving between the unbalance and harmonic distortion, and are suitable for unbalance evaluation in the presence of harmonics. Numerical examples are also presented to illustrate the application of the proposed method on the study and characterization of unbalance in power systems.