高速鐵路車網(wǎng)耦合系統(tǒng)網(wǎng)壓振蕩研究.pdf

1、隨著中國高速鐵路的迅猛發(fā)展，由于對(duì)牽引供電系統(tǒng)及高速列車特性的認(rèn)識(shí)不夠透徹和全面，高速列車和牽引供電系統(tǒng)之間的電氣匹配不當(dāng)所引起的高頻諧振和低頻振蕩問題也日益突出，給高速鐵路系統(tǒng)設(shè)備和列車運(yùn)行帶來安全隱患，對(duì)牽引供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量和列車的準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)營產(chǎn)生嚴(yán)重影響。本文以高速鐵路車網(wǎng)耦合系統(tǒng)網(wǎng)壓振蕩為研究對(duì)象，針對(duì)牽引網(wǎng)高頻諧振過電壓和網(wǎng)壓低頻波動(dòng)兩種現(xiàn)象展開研究，重點(diǎn)分析這兩種現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理、影響因素及其抑制措施，為實(shí)際治理高速鐵路車網(wǎng)耦合

2、系統(tǒng)網(wǎng)壓振蕩問題提供理論支撐。
　　本文首先介紹了采用AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)的各個(gè)組成部分和CRH3型動(dòng)車組的構(gòu)成及調(diào)控方法，并基于Matlab/Simulink仿真軟件搭建了高速鐵路車網(wǎng)互聯(lián)仿真模型，為仿真分析高頻諧振和低頻振蕩問題提供了仿真平臺(tái)?；诜抡嫫脚_(tái)，仿真再現(xiàn)了高頻諧振過電壓和網(wǎng)壓低頻波動(dòng)現(xiàn)象。為了弄清高頻諧振和低頻振蕩時(shí)網(wǎng)壓中所含的信號(hào)成分，采用Prony算法和傅里葉算法對(duì)牽引網(wǎng)發(fā)生高頻諧振和低頻振蕩時(shí)的網(wǎng)壓信號(hào)

3、進(jìn)行了檢測(cè)和分析，發(fā)現(xiàn)牽引網(wǎng)出現(xiàn)諧振過電壓時(shí)的網(wǎng)壓信號(hào)中含有含量較高的高次諧波成分，牽引網(wǎng)發(fā)生低頻振蕩時(shí)的網(wǎng)壓信號(hào)中含有間諧波成分且網(wǎng)壓波動(dòng)頻率為間諧波與鄰近諧波或基波的差值。
　　針對(duì)高頻諧振問題，首先對(duì)列車諧波特性和牽引網(wǎng)阻頻特性進(jìn)行了理論計(jì)算和仿真分析，弄清了列車變流器交流側(cè)諧波電壓和牽引網(wǎng)阻頻特性的分布規(guī)律。通過理論計(jì)算和仿真分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)列車變流器交流側(cè)電壓諧波含量較大的頻率與牽引網(wǎng)諧振點(diǎn)頻率重合時(shí)車頂網(wǎng)壓諧波含量較大，且網(wǎng)

4、壓諧波含量隨牽引網(wǎng)阻抗幅值增大而增大，而當(dāng)車頂網(wǎng)壓諧波含量較高時(shí)將導(dǎo)致牽引網(wǎng)諧振過電壓的出現(xiàn)。
　　針對(duì)低頻振蕩問題，通過對(duì)波形的分析發(fā)現(xiàn)低頻振蕩時(shí)列車變流器沒有實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)和穩(wěn)定直流側(cè)電壓兩大控制目標(biāo)，系統(tǒng)穩(wěn)定性遭到了破壞。理論分析了影響車網(wǎng)耦合系統(tǒng)穩(wěn)定性和列車變流器控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，仿真發(fā)現(xiàn)當(dāng)同一供電臂下運(yùn)行的列車數(shù)量增多、列車距變電所距離越遠(yuǎn)或列車變流器電流內(nèi)環(huán)控制參數(shù)KiP取值越小、電壓外環(huán)控制參數(shù)KvP取值越