鐵路牽引電網(wǎng)功率調(diào)節(jié)器信號(hào)檢測(cè)與輸出控制方法研究.pdf

1、隨著中國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，鐵路牽引電網(wǎng)的電能質(zhì)量問(wèn)題受到了越來(lái)越多的關(guān)注。而當(dāng)前中國(guó)多數(shù)鐵路線處于交-直型與交-直-交型電力機(jī)車(chē)混跑的局面，牽引網(wǎng)中的負(fù)序、無(wú)功及諧波問(wèn)題尤為突出，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)安全。因此，針對(duì)牽引網(wǎng)電能質(zhì)量問(wèn)題采取有效的治理措施，對(duì)中國(guó)鐵路安全穩(wěn)定的向高速化、重載化發(fā)展具有十分重要的意義。
　　論文通過(guò)對(duì)牽引電網(wǎng)電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置的研究現(xiàn)狀對(duì)比分析，選取具有能夠直接實(shí)現(xiàn)有功功率在兩供電臂間雙向流動(dòng)的鐵路功率調(diào)節(jié)

2、器(Railway Static Power Conditioner，RPC)為研究對(duì)象。給出了基于Scott牽引變壓器的RPC綜合補(bǔ)償系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理。分析了系統(tǒng)內(nèi)部電壓電流以及功率之間的流動(dòng)關(guān)系。針對(duì)Scott變壓器牽引供電系統(tǒng)，提出了一種基于FBD(Fryze-Buchholz-M.Dpenbrock，F(xiàn)BD)理論的信號(hào)指令電流的新型檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了負(fù)序、諧波及無(wú)功分量從總指令電流中的分離，提高了RPC補(bǔ)償目標(biāo)的靈活性。同

3、時(shí)，在檢測(cè)系統(tǒng)中采用積分均值濾波器替代了傳統(tǒng)的低通濾波器，加快了系統(tǒng)檢測(cè)速度。為提高RPC電流跟蹤精度與動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，提出了一種滯環(huán)+比例諧振(Proportion Resonance，PR)控制的復(fù)合控制策略。緩解了電流跟蹤精度與響應(yīng)速度間的矛盾。RPC剛投入系統(tǒng)時(shí)，直流側(cè)電容電壓會(huì)發(fā)生較大超調(diào)，為此，提出了由常規(guī)PI控制器與變參數(shù)PI（PI Controller with Variable Arguments，VAPI）控制器組成的

4、復(fù)合PI控制方法，消除了電壓超調(diào)以及電流沖擊問(wèn)題。仿真結(jié)果驗(yàn)證了兩種復(fù)合控制方法的有效性。為驗(yàn)證RPC補(bǔ)償系統(tǒng)對(duì)牽引電網(wǎng)中諧波、無(wú)功和負(fù)序的綜合補(bǔ)償效果，在Matlab/simulink中對(duì)牽引網(wǎng)中常見(jiàn)的三種運(yùn)行工況進(jìn)行模擬仿真。仿真結(jié)果表明RPC綜合補(bǔ)償性能良好。
　　論文最后對(duì)RPC補(bǔ)償系統(tǒng)建立總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，研究了RPC主電路元件的參數(shù)設(shè)計(jì)以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)主電路中IGBT模塊的選型，輸出變壓器變比與容量，交流側(cè)輸出電