高速鐵路電能質(zhì)量影響和治理方法研究.pdf

1、在我國(guó)，高速鐵路建設(shè)正在飛速的發(fā)展，負(fù)荷方面電鐵牽引的比例也快速上升，由此給系統(tǒng)帶來(lái)了諧波含量、無(wú)功功率、電流電壓負(fù)序分量等許多顯而易見的電能質(zhì)量問(wèn)題。針對(duì)我國(guó)的實(shí)際情況，本文對(duì)電鐵供電系統(tǒng)在電能質(zhì)量方面進(jìn)行研究，研究電能質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的原因，對(duì)國(guó)家大電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生何種影響，主要對(duì)無(wú)功以及諧波進(jìn)行治理，以及對(duì)如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制電能質(zhì)量的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行研究。同時(shí)為了適應(yīng)我國(guó)高速鐵路的發(fā)展速度，建立高鐵負(fù)荷系統(tǒng)平臺(tái)具有重要的意義。
　　首先

2、在研究CRH2型機(jī)車的基礎(chǔ)上，討論三電平脈沖整流器與逆變器的工作原理和其控制策略，對(duì)整流器和逆變器的控制方法建立數(shù)學(xué)模型，三電平脈沖整流器采用SPWM的調(diào)制方法，而逆變器采用SVPWM的調(diào)制方法。為了得到整流器和逆變器的具體的控制方法，在空間矢量控制中，對(duì)扇區(qū)進(jìn)行判斷，并對(duì)各個(gè)分區(qū)的作用時(shí)間進(jìn)行具體的分析，得出相應(yīng)的公式。緊接著建立了基于CRH2主電路參數(shù)以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的仿真模型，對(duì)仿真的重要模塊給出了仿真搭建圖，并給出了具體的仿真條件，

3、對(duì)仿真的結(jié)果進(jìn)行了分析，得出諧波畸變率雖然不高，但是存在高次諧波的結(jié)論。
　　其次結(jié)合實(shí)際工程對(duì)高速鐵路電能質(zhì)量影響進(jìn)行分析。運(yùn)用PSASP軟件計(jì)算鄭徐客運(yùn)專線大劉莊牽引變電站在高速鐵路通車之后受到的影響，分析用電負(fù)荷的不對(duì)稱特性、諧波特性等。
　　再者研究了高速鐵路電能質(zhì)量綜合治理裝置補(bǔ)償電流實(shí)時(shí)檢測(cè)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程。簡(jiǎn)單介紹了現(xiàn)有的補(bǔ)償電流實(shí)時(shí)檢測(cè)方法的工作原理及其優(yōu)缺點(diǎn);著重介紹了目前最常用的ip-iq算法，也就是基于瞬

4、時(shí)無(wú)功功率理論的諧波檢測(cè)算法，ip-iq算法可以精確的從負(fù)載電流中分解出基波信號(hào)分量、各次諧波信號(hào)分量、無(wú)功信號(hào)分量。針對(duì)當(dāng)系統(tǒng)變化時(shí)，傳統(tǒng)的這種單相鎖相環(huán)在實(shí)際應(yīng)用中總是存在一個(gè)工頻周期才能開始的穩(wěn)定的輸出相角值這一延時(shí)問(wèn)題，采用了改進(jìn)單相鎖相環(huán)，能夠?qū)崟r(shí)跟蹤電網(wǎng)電壓相位。這對(duì)高速鐵路復(fù)雜工況下的電能質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用，當(dāng)系統(tǒng)電壓含有高次諧波分量的時(shí)候，鎖相電路依然能夠及時(shí)準(zhǔn)確地鎖住相位，基于MATLAB/Simulink的仿真

5、驗(yàn)證了算法的正確性和可行性。
　　接著研究了綜合治理裝置建模分析的基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹綜合治理裝置中APF的PWM跟蹤控制方案的設(shè)計(jì)。介紹現(xiàn)有的APF的PWM跟蹤控制方法的基礎(chǔ)上為高速鐵路綜合治理裝置中有源電力濾波器的PWM跟蹤控制方案設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。研究基于重復(fù)控制的APF控制方法，從底層傳遞函數(shù)入手分析，分析了高速鐵路使用該方法治理電能質(zhì)量問(wèn)題尤其是諧波問(wèn)題的可行性。通過(guò)MATLAB/Simulink仿真的驗(yàn)證證明了基于重復(fù)控制的APF