基于PWM整流器的城轨牵引供电系统研究

对基于多PWM整流器单元多重化并联结构的新型能馈式城轨牵引供电系统进行了研究。该系统充分发挥了PWM整流器直流输出特性可控,交流侧谐波成分小,能以单位功率因数运行以及交直流两侧能量能双向流动等特点,克服了传统牵引供电系统的不足。系统中采用移相电压空间矢量调制技术(PS-SVPWM),提高了装置的等效开关频率,进一步降低了交流侧的谐波成分,并采用多PWM整流器并联控制策略实现了各PWM整流器模块的负载均衡控制。同时,在系统内部采用网络技术结合虚拟仪器技术实现了对装置的远程控制和监测。通过实验对该牵引供电系统的控制方法和设计理念进行了验证。     

基于电压型PWM整流器的新型轻轨牵引供电系统

提出一种基于三相电压型PWM整流器的新型轻轨牵引供电系统,具有节能效果好、功率因数高、谐波含量小及电压稳定性好等优点,并且易于模块化和冗余设计.重点介绍了变流系统的主电路拓扑、PWM整流器的控制策路、并联控制策略和错时矢量调制(ISVM)技术.仿真和实验结果表明该系统可行.     

基于改进VSM的城轨牵引系统自适应协同控制

采用了基于改进虚拟同步机（VSM）技术的自适应协同控制策略来改进城市轨道交通的牵引供电系统。首先,采用改进的VSM作为一次控制,使城轨列车具有同步机的外特性,具备一定的惯性和阻尼支撑,从而提高城轨牵引供电系统应对牵引网变化的能力。其次,考虑到虚拟惯量和虚拟阻尼可以通过系统频率偏离标称稳态频率来动态调节,提出了一种自适应控制的方法作为二次控制来进行动态调节,从而减缓系统的波动。然后,鉴于多个牵引变电站（TSSs）之间的供电距离以及参数设置的不同,利用局部变电站感知相邻变电站之间的信息的作用进行多智能体协同控制,以实现不同参数下多TSSs中频率响应的一致性。最后,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

单相电压型PWM整流器的设计与研究

针对传统单相脉宽调制(PWM)整流器电流跟踪控制存在滞后,从而影响电网电能质量的缺点,在传统电压、电流双闭环控制的基础上,引入电压前馈技术,改善了电流跟踪控制性能和PWM整流器的功率因数。详细讨论了PWM整流器电路关键参数的设计,研究了该控制策略下PWM整流器在电机牵引与制动工况时的电流跟踪性能,并搭建了实验平台。实验结果证明了该控制策略的有效性和优越性。     

采用三电平电压型PWM整流器的地铁牵引供电系统

提出了一种基于三电平电压型PWM整流器的新型地铁牵引供电系统(1500VDC),具有节能效果好、功率因数高、谐波含量小等优点,且易于采用模块化和冗余设计.论文重点介绍了变流系统的主电路拓扑、并联控制策略和三电平整流器控制策略,最后给出仿真及实验结果.     

三相三电平二极管箝位型整流器的单载波调制和中点平衡控制策略研究

该文通过对三电平二极管箝位型整流器工作原理分析,提出在无能量回馈工况下用单载波调制控制一种简化的整流器;单载波调制使得用模拟芯片控制三相三电平整流器成为可能。通过两输出电容电压的偏差改变电流参考给定来实现整流器输出中点平衡。最后给出了以uc3854bn为控制核心的实验结果和相关的仿真结果,验证了在单载波调制控制策略下,输入电流能很好地跟踪输入电压,中点电压得到很好的控制。     

城轨交通混合型再生制动能量利用系统及其控制策略

针对城轨交通再生制动能量利用问题,结合城轨交通供电系统负荷特性,提出一种含能馈系统与储能系统的混合型再生制动能量利用系统及其控制策略。结合城轨交通供电系统架构与负荷特性,提出混合型再生制动能量利用系统拓扑结构并分析其运行原理。以充分利用再生制动能量为目标制定系统能量管理策略,实现在多种运行模式和运行工况下的功率潮流管理。提出计及牵引网母线电压控制和系统动态功率分配的分层控制策略。通过仿真分析验证所提系统及其控制策略的正确性和有效性,并借助相关技术指标和经济性指标对不同再生制动能量利用方案进行对比。结果表明,所提分层控制策略能协调控制系统按需回馈、存储/释放再生制动能量,实现城轨交通再生制动能量高效利用,并有效抑制牵引网母线电压波动;同时,所提混合型再生制动能量利用方案能较好地兼顾技术效果和经济性,相比储能方案和能馈方案有一定优势,可作为城轨交通再生制动能量利用方案的选择之一。     

基于三电平PWM整流器的地铁牵引供电系统

三电平PWM整流器因具有功率冈数高、谐波含量低、电压稳定性好,能量双向流动等优点而广泛应用于各种高压大功率场合.基于三电平PWM整流器的地铁牵引供电系统采用双三绕纰变压器和4个三电平PWM整流器并联的拓扑结构,有利于系统模块化设计和冗余设计.重点介绍了并联三电平PWM整流器的控制策略和一种简化的三电平SVPWM及中性点平衡控制算法,最后通过Matlab/Simulink仿真证明了所述控制策略的正确性.     

三相电压型PWM整流器的分段启动控制

三相电压型脉宽调制(PWM)整流器主要采用双闭环的前馈解耦控制,包括电压外环和电流内环。电压外环稳定直流母线电压,电流内环控制整流器的输入功率因数。采用该控制策略的PWM整流器在启动时会产生冲击电流。分析了冲击电流的产生原因,提出了PWM整流器的分段启动控制方法。仿真和实验结果均表明该控制策略能很好地抑制PWM整流器启动阶段的冲击电流。     

计及系统级控制的柔性直流牵引供电系统潮流计算方法

柔性直流牵引供电系统是城轨交通牵引供电技术的重要发展方向,而潮流计算是对其进行分析和设计的重要依据.柔直牵引供电系统的潮流分布直接受到系统级控制的影响,因此需要在潮流计算中计及系统级控制.本文基于高斯迭代法,研究了柔直牵引供电系统的建模问题,设计了能可靠收敛的潮流算法,解决了在柔直牵引供电系统潮流计算中考虑系统级控制问...     

城市轨道交通直流牵引供电电源的研究

设计了一种基于三相电压型PWM整流技术的新型城市轨道交通直流牵引供电电源.整流装置采用同步旋转坐标系电流控制和电压空间矢量调制(SVPWM)技术,实现有功电流、无功电流的独立控制,提高电压利用率.试验证明,该控制方法响应速度快,稳态性能好,供电电源以单位功率因数运行,电流谐波含量小,达到了预期设计要求.     

城市轨道交通牵引供电系统动态运行仿真研究

随着轨道交通向高速、重载、大运量、高密度的方向发展,为各种运营设备提供电能的直流牵引供电系统在安全性和可靠性方面提出了更高的要求。围绕保证城市轨道交通牵引供电系统高效、安全、稳定供电的需求,介绍了直流牵引供电系统的组成,阐述了24脉波整流变压器的原理,基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了牵引变电所整流机组、列车以及接触网模型,并以此为基础搭建了城市轨道交通直流牵引供电系统的仿真模型。通过对列车启动、平稳运行及制动阶段的动态仿真及分析,验证了仿真模型的正确性和有效性,为有关地铁供电系统的各种故障分析提供更多的参考数据和更好的研究平台。     

计及铁磁材料饱和特性的直流牵引供电系统仿真研究

为准确模拟直流牵引供电系统暂态过程,笔者提出并建立了一种计及铁磁材料饱和特性的仿真模型.基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,建立包含计及铁磁饱和特性钢轨模型、24脉波整流机组模型在内的直流牵引供电系统仿真模型.通过比较仿真结果,该模型能更加准确模拟系统的暂态过程.     

单相MMC变流器及其在新型牵引供电系统中应用的研究

为解决传统牵引供电系统中所存在着电能质量和过分相问题,首先介绍了一种基于MMC-MTDC的新型牵引供电系统。新型牵引供电系统中需要单相变流器向牵引网提供稳定的电压和频率,据此对单相H桥型模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)进行了研究。介绍了该变流器的拓扑特性,建立了相应的数学模型。将牵引网络认为成无源网络,设计一种基于虚拟同步坐标系下外环定交流电压、内环电流的单相H桥MMC型逆变器向单相无源网络供电的双闭环控制策略;为了抑制桥臂电流所含的二次分量,使用准比例谐振器设计了环流抑制器。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型。仿真结果验证了系统控制策略的可行性和环流抑制器的有效性,变流器能够向牵引网络提供稳定的电压和频率。     

阻基波滤波器对12脉波整流机组、电能质量的改善

大功率整流装置在城市轨道交通供电系统中广泛运用,其产生的谐波会对公共电网以及城轨牵引供电系统造成危害.24脉波整流机组网侧、直流侧谐波含量比12脉波整流机组少很多,但设备成本高.如果采用在12脉波整流机组网侧与直流侧分别连接滤波器的方法,能取得24脉波整流机组相近的效果,会节省大量的投资.分析了12、24脉波整流机组工作原理,24脉波谐波相消及滤波器设计原理.利用MATLAB/Simulink搭建24脉波整流机组和网侧、直流侧分别添加阻基波滤波器和单调谐滤波器的12脉波整流机组仿真模型,并对电流谐波进行傅里叶级数分析.结果表明,改善后的12脉波整流机组有效地减少了网侧、直流侧谐波含量,达到了24脉波整流机组相近的消谐效果,对城市轨道交通牵引供电系统具有重要的参考意义.     

武汉城轨交通供电系统及其可靠性研究

文章从轨道交通供电系统可靠性角度提出武汉城市轨道交通规划、设计和运营中需要研究的问题,包括城网电源供电方式、牵引供电制式以及城轨交通供电系统与城市电网接口协调等。     

城市轨道交通牵引供电系统对电网的影响

介绍城市轨道交通牵引供电系统的结构、特点、能量传输过程及城市电网对轨道交通的供电方式,分析牵引供电系统在谐波、无功功率等方面对电网的影响,并提出抑制谐波和进行无功补偿的措施。     

城市轨道交通供电系统电能质量限值计算方法

近年来,由于城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点,在国内大中型城市迅速发展,但是城市轨道交通用电属性决定了其为典型的非线性“污染源”负荷。为了保证含城市轨道交通的供配电系统安全稳定运行,需要明确含城市轨道交通电网电能质量限值的计算方法,以利于对其进行电能质量测试与评估。基于这一背景,研究了城市轨道交通接入电网电能质量限值的计算方法,提出了含城市轨道交通负荷的供配电系统电能质量限值计算方法,并对某实际城市轨道交通供配电系统进行了电能质量限值计算,为科学评估含城市轨道交通供配电系统的电能质量提供了评估依据。     

城市轻轨供电系统对公共电网电能质量的影响研究

轻轨供电系统采用直流牵引和三电平逆变技术,具有波动性强、系统谐波含量丰富等特点,有可能威胁到电力系统的安全稳定运行。研究了轻轨供电系统在不同运行状态下对公共电网电能质量的影响规律。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,得出该供电系统向公共电网注入谐波主要是24脉波整流导致的特征谐波（23、25次）和逆变器工作所导致的特征谐波（11、13次）,而负序和电压闪变值都符合国家标准。通过改变运行列车的运行状态和数量,在列车启动瞬间其瞬时谐波含量最高可达到17%;随着列车数量的增加,电压下降明显,但仍在标准允许范围内。