電氣化鐵路再生制動能量回饋系統(tǒng)控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，以高速、重載為代表的電氣化鐵路獲得到了快速發(fā)展。由于電氣化鐵路列車牽引負荷屬于單相非對稱性負荷，在接入電力系統(tǒng)運行后，會給公用電網(wǎng)帶來負序和諧波污染等電能質(zhì)量問題。當列車再生制動時，會將絕大多數(shù)制動能量送到電力系統(tǒng)，為此電力部門對反送的制動能量采取“反送正計”的收費方式，不利于鐵路部門的高效經(jīng)濟運行。因此，本文研究了一種采用交-直-交變流裝置將27.5kV牽引供電網(wǎng)的再生制動能量返送到鐵路10kV供電

2、系統(tǒng)的回收利用方案，著重研究大功率應(yīng)用場合的能量回饋系統(tǒng)，并保證該能量回饋系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。
　　首先分析了能耗型、儲能型、能饋型等多種再生制動能量回收技術(shù)，詳細分析了幾種回收利用方式的工作原理，并從各種技術(shù)指標上將它們進行了對比。對比結(jié)果表明，本文所研究的交-直-交變流裝置將制動能量由牽引網(wǎng)返送回鐵路10kV供電系統(tǒng)加以利用是一種合理、優(yōu)越的能量回收技術(shù)。
　　其次研究了獨立站點型回饋裝置控制系統(tǒng)的工作原理，分析了系統(tǒng)各

3、個單元的工作原理。根據(jù)牽引到再生制動過程中接觸網(wǎng)上電壓電流相位變化的特點，選取了合適的相位測量法。結(jié)合并網(wǎng)電流的特點，分析了一種限制并網(wǎng)電流峰值與有效值的控制算法。從功率因數(shù)校正、直流側(cè)電壓紋波大小以及動態(tài)響應(yīng)速度等性能指標對比了瞬態(tài)直接電流控制與預(yù)測直接電流控制的單相脈沖整流器的控制策略，并通過仿真對比分析了這些性能指標，確定了合適的整流器控制策略。最后分析了級聯(lián)三相橋能量回饋系統(tǒng)的原理，并通過仿真驗證了理論分析的正確性。
　　

4、然后針對能量回饋系統(tǒng)的并網(wǎng)控制策略進行了研究。首先分析了能量回饋系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器的等效數(shù)學(xué)模型，并針對等效數(shù)學(xué)模型中的相關(guān)參數(shù)進行了推導(dǎo)。接著具體分析了帶有LCL濾波器的能量回饋系統(tǒng)的并網(wǎng)控制策略，分別研究了電流內(nèi)環(huán)與電壓外環(huán)的相關(guān)控制策略，并根據(jù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的根軌跡曲線證明了系統(tǒng)穩(wěn)定性。最后通過仿真對上述原理分析進行驗證，仿真結(jié)果表明了系統(tǒng)控制的可行性。
　　最后對具有有源濾波功能的能量回饋系統(tǒng)進行了相關(guān)分析。研究了在沒有再生制