牽引負荷諧波和負序電流對電網(wǎng)運行影響研究.pdf

1、電氣化鐵路以其高速,重載,污染小,節(jié)約能源等優(yōu)點在我國迅速發(fā)展,給國民經(jīng)濟帶來了巨大的經(jīng)濟效益。電氣化鐵路本身不帶能源,需要從電網(wǎng)獲取工頻能量。因其是不對稱、非線性負荷,所以在與網(wǎng)側(cè)交換功率的同時,電氣化鐵路要向電網(wǎng)反送諧波及負序電流。隨著電力機車功率越來越大,這將勢必影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
　　論文主要研究牽引負荷諧波電流和負序電流對電網(wǎng)運行的影響,主要工作和研究成果如下:
　　本文基于三座110kV牽引變電站的實

2、測數(shù)據(jù),分析了機車在不同的牽引工況下的諧波及負序特性,指出牽引工況是決定牽引負荷諧波和負序水平的主要因素,而機車的牽引工況直接反應(yīng)的就是機車與供電系統(tǒng)的功率交換。在此分析基礎(chǔ)上利用總體測辨的建模方法,建立了將機車與網(wǎng)側(cè)系統(tǒng)交換的三相基波有功功率、無功功率作為激勵,諧波及負序電流的實部和虛部作為響應(yīng)的負序電流源模型和諧波電流源模型?？紤]到網(wǎng)側(cè)電壓波動在一定范圍內(nèi),選擇多項式模型結(jié)構(gòu)來描述其諧波及負序特性。
　　以現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的模型參

3、數(shù)辨識結(jié)果為依據(jù),在對大量實測樣本及其辨識結(jié)果進行分類與綜合的基礎(chǔ)上,確定了牽引負荷的不同運行方式、不同牽引工況及其負荷水平下的諧波與負序電流源模型的推薦參數(shù)。然后從最大相對誤差,相關(guān)系數(shù),平均離差值三個指標論證了本文所建的諧波和負序源模型是真正反映了牽引負荷諧波及負序本質(zhì)特性的有效模型。
　　在分析電力系統(tǒng)分析綜合程序(PSASP)的用戶自定義模型(UDM)的功能和特點的基礎(chǔ)上,闡述了用戶自定義模型接口的實現(xiàn)方法,實現(xiàn)了牽引負荷

4、的諧波電流源和負序電流源模型與PSASP諧波仿真分析模塊的接口;以EPRI-36節(jié)點系統(tǒng)為背景,仿真計算驗證了接口的正確性,并進而介紹了諧波負序電流在電力系統(tǒng)分析綜合程序中的計算流程。
　　最后以湖南某地區(qū)電網(wǎng)為背景,通過對牽引負荷在不同運行方式、不同負荷水平及不同牽引工況下的大量仿真計算,系統(tǒng)定量地分析了牽引負荷諧波電流和負序電流對發(fā)電機、變壓器、電動機、線路、繼電保護等方面的影響,并得出相關(guān)分析結(jié)論。同時給出了一些諧波電流和負