改进型解耦控制的牵引网低频振荡抑制研究

鉴于电气化铁路中采用基于双闭环瞬态直接电流控制的网侧整流器在发生牵引网低频振荡时通过调节 PI 控制器参数来抑制振荡的局限性,文中提出一种基于dq解耦控制的主动阻尼补偿的新方法,实现了网侧变流器有功功率与无功功率的独立解耦控制,将直流侧电压信号反馈至电压环控制器,再通过反馈环节进行阻尼补偿。仿真对比不同控制策略下网侧整流器应用于车网系统仿真模型的工作特性,结果表明,基于dq解耦控制的主动阻尼补偿方法能够实现实时无静差跟踪并具有良好的抗干扰性能,能够较好地抑制高速铁路牵引网低频振荡。     

牵引网低频振荡及其抑制方法的仿真分析

针对我国电气化铁路交直交机车引发的牵引网低频振荡现象,结合CRH5型动车组低频振荡的现场测试数据,设定合理的CRH5型动车组网侧整流器控制参数,使用Matlab/Simulink建立了车网系统时域仿真模型,并成功再现牵引网低频振荡现象。通过对车网模型的仿真研究,探讨了CRH5型动车组网侧整流器控制参数对车网系统振荡行为的影响。最后提出通过适当调整网侧整流器控制参数与增设功率振荡抑制环节2种抑制低频振荡的方法。     

基于滑模控制的牵引网网压低频振荡抑制方法

针对高速铁路牵引网低频振荡造成动车组牵引封锁的现象,提出了一种基于滑模控制的动车组网侧整流器控制策略。首先,推导了CRH5型动车组网侧单相整流器在dq旋转坐标系下的状态空间数学模型;其次,详细论述了控制策略原理和设计过程,包括外环电压滑模面与内环电流控制率的求取;最后,在Matlab/Simulink与RT-LAB平台上搭建了基于滑模控制器的双重化仿真模型,并与传统线性比例积分(proportional integral,PI)控制策略以及两种对比于PI控制响应性能更好的新型控制策略:基于互联和阻尼分配的无源控制(无源控制)和基于模型的预测电流控制控制(预测控制)的仿真试验效果进行了比较,结果证明滑模控制具有更好的动、静态特性。为进一步验证滑模控制对低频振荡的抑制效果,搭建了基于滑模控制与PI控制的多车接入的车网耦合系统仿真模型,仿真结果证明滑模控制可以有效地抑制低频振荡的发生。     

基于模糊STATCOM 装置的牵引网低频振荡抑制策略

针对高速铁路牵引网低频振荡现象,提出在牵引网侧增设 STATCOM 装置对牵引网动态无功补偿的方案,引入模糊控制 技术优化STATCOM性能,有效抑制了牵引网低频振荡现象.首先,分析了dq坐标系下的单相 STATCOM 数学模型,根据瞬时功率平衡原理推导出适用于牵引网的单相 STATCOM 直接电压控制策略.其次,在直接电压控制的基础上结合模糊控制技术,增强 STATCOM 的鲁棒性和自适应性.最后,在 MATLAB仿真平台进行验证,结果表明基于模糊控制的STATCOM 装置能实现对牵引网低频振荡的抑制,并有良好的稳态和动态特性。     

基于自抗扰控制的牵引网网压低频振荡抑制方法

针对高速铁路出现牵引网网压低频振荡导致多个动车所的多台动车组牵引封锁现象,首先建立动车组线侧脉冲整流器状态空间模型;其次对动车组整流器设计了一阶非线性自抗扰控制器(active disturbance rejection control,ADRC)来替换传统的基于线性比例-积分(proportional integral,PI)控制器的瞬态电流控制策略(transient current control strategy,TCCS);随后从设置过渡过程,计算扩张状态观测器等方面展开,将外界扰动和系统内部扰动归算为总扰动,并给出相应的动态非线性补偿;最后,在Matlab/Simulink平台上搭建基于传统PI控制器和基于ADRC控制器的TCCS的双重化整流器模型,对比分析后得出ADRC控制具有更强的鲁棒性结论。为进一步验证ADRC控制效果,还将该仿真模型接入牵引网系统链式仿真模型中,发现该控制策略在具有较强鲁棒性和对参数不敏感性的同时,对牵引网网压低频振荡过电压有着较好的抑制效果。     

DFIG并网对电网低频振荡特性的影响研究

风电装机容量的增长使其对电力系统的影响更加明显,因此研究风电并网对电力系统低频振荡特性的影响,对确保电网的稳定运行具有重要意义。文中建立了完整的3机9节点电力系统模型,运用改进Fast ICA与Prony算法相结合的方法研究双馈风电机组并网对电力系统低频振荡特性的影响。分析结果表明,风电机组的接入为系统引入一个新的低频振荡模式,并且随着风电机组接入容量与接入位置的不同,振荡模式的阻尼特性也随之发生变化。     

逆变器供电下异步电动机低频振荡现象的研究

对PWM电压源逆变器供电下异步电动机开环控制下低频振荡进行了模拟,分析了低频振荡的原因,提出了用逆变器输入电流ⅠD中的负电流分量间隔时间是否大于1／Fc（Fc是PWM信号的载波频率）来作为低频振荡的判据。     

一种基于二自由度内模控制的牵引网低频振荡抑制方法

高速铁路动车组在运行过程中会出现牵引网低频振荡现象,目前对其机理研究处于初期阶段。针对动车组网侧整流器(line-side converter,LSC)采用基于传统PI控制器的瞬态直接电流控制策略(transient current control strategy,TCCS)在发生牵引网低频振荡时通过调节PI控制器参数来抑制振荡的局限性,文中提出将内模控制应用到TCCS中,设计二自由度内模控制器,并用它代替TCCS中的传统PI控制器。然后,仿真对比不同控制策略下LSC的工作特性。最后,将不同控制策略分别应用于车网系统仿真模型中,结果表明,基于二自由度内模控制器的TCCS拥有更好的跟随性能和抗干扰性能,并且能够有效抑制高速铁路牵引网低频振荡。     

低频振荡振荡源定位问题研究

针对低频振荡对电力系统安全、稳定性的影响,分析了低频振荡机理,并将低频振荡振荡源的定位算法按离线和在线分为两类,介绍了各种算法的原理和步骤,总结了各种算法的优劣,为今后研究低频振荡振荡源定位奠定了基础。     

牵引网供电质量改善问题的研究

就电气化铁路牵引供电对电力系统造成的负序、谐波等质量问题进行了分析,提出现有解决方案的特点和缺陷,并引出解决这一问题的新方案和新措施,为解决电气化铁路供电的"电污染"问题提供新的思路.     

电力系统低频振荡的影响因素研究

介绍了低频振荡的原理和研究概况,然后利用电力系统分析综合程序PSASP进行系统的小干扰稳定计算,研究励磁系统、发电机电抗和不同干扰对低频振荡的影响.研究发现:高放大倍数快速励磁装置更易引起系统低频振荡;可适当增大系统发电机的电抗以抑制低频振荡,反之亦然;系统的小干扰稳定性与小干扰的类型和大小没有任何关系.     

电气化铁道牵引网供电方式分析

针对电气化铁道对附近通信线路影响的问题,分析了几种可减轻通信线路影响的电气化铁道牵引网的供电方式,以及这几种方式对通信线路的防护原理及具体效果。对它们存在的问题及解决方案进行了总结归纳。     

电气化铁路低频振荡研究综述

电气化铁路牵引供电系统中的低频振荡现象是随着我国新型交直交传动动车组与电力机车的大量投运而产生的新问题。参考国内外文献总结定义了两种类型的牵引网低频振荡,分别阐述了其特征。根据对国内低频振荡案例现场测试数据的分析,介绍了一种基于单相dq分解的检测手段。归纳了现有的对低频振荡的3种分析方法:时域仿真法、特征值法、频域分析法,比较了各自的优缺点。鉴于该现象是车网系统的匹配问题,从车与网两个角度总结了其抑制方法,并展望了今后的研究方向。     

电力系统低频振荡的影响因素

对四机两区域电力系统的低频振荡问题进行分析,探讨系统结构、发电机模型、励磁系统模型、负荷模型及运行方式等因素对系统低频振荡模式的影响,提出在计算分析过程中应关注的技术要点。     

电力系统低频振荡

由于系统缺乏阻尼或系统负阻尼引起的输电线路上的功率波动频率一般在0.1-2.0 Hz之间,通常称之为低频振荡.随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的大量应用,电网的低频振荡问题越来越引起人们的关注.低频振荡影响电力系统稳定性和继电保护装置的可靠性.介绍了低频振荡的一些概念、各种机理、研究现状、常用的分析方法和控制方法,并对以后的工作重点做了进一步的阐述.     

水力系统对低频振荡的影响

针对目前水力系统、机械系统及电力系统都被独立地研究而有可能会使它们之间的相互影响被简化的现状，以单机无穷大系统为例，给出了适用于小干扰分析的4种水力系统以及电力系统各部分的数学模型，讨论了系统3种振荡模式与状态变量之间相关性以及特征值关于其他参数的灵敏度，并进一步分析比较了不同水力系统模型及参数对水力系统及转子振荡阻尼的影响。结果表明了转子振荡模式与水力系统振荡模式之间的相关性。     

电力系统低频振荡

由于系统缺乏阻尼或系统负阻尼引起的输电线路上的功率波动频率一般在0.1～2.0Hz之间,通常称之为低频振荡。随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的大量应用,电网的低频振荡问题越来越引起人们的关注。低频振荡影响电力系统稳定性和继电保护装置的可靠性。介绍了低频振荡的一些概念、各种机理、研究现状、常用的分析方法和控制方法,并对以后的工作重点做了进一步的阐述。     

多机系统低频振荡模式阻尼分配规律分析

分析了多机系统中不同机组间的阻尼耦合现象,推导了发电机采用经典模型时低频振荡模式的阻尼分配规律,得出了一些有参考价值的结论：在多机系统中,机组之间的阻尼耦合会使各机组在振荡过程中具有相同的衰减系数;任一振荡模式的振荡过程中,振荡模态对阻尼的大小起着决定性作用,因此欲增加振荡模式阻尼,必须在特征矢量较大的机组上施加阻尼;控制３区域模式的低频振荡要比抑制地区模式的低频振荡复杂和困难。最后,以１０机新英     

新型AT供电牵引网故障测距方案

全并联自耦变电器AT (auto transformer)供电方式在我国高速铁路、客运专线得到了大规模的应用.基于牵引变压器采用次边无中心抽头的单相变压器,在变电所处变压器次边中心不接入钢轨和地.采用广义对称分量法分析短路阻抗特性,绘制AT供电方式下T-R故障的短路阻抗与距离的曲线.证明常用的AT中性点吸上电流比测距原理不能完全适用于该供电方式,并提出了基于AT吸上电流比原理和上下行电流比原理的综合故障测距方案,基于Matlab/Simulink的仿真分析表明,测距原理准确、有效.