高速鐵路電能質(zhì)量影響和治理方法研究.pdf

1、在我國，高速鐵路建設(shè)正在飛速的發(fā)展，負荷方面電鐵牽引的比例也快速上升，由此給系統(tǒng)帶來了諧波含量、無功功率、電流電壓負序分量等許多顯而易見的電能質(zhì)量問題。針對我國的實際情況，本文對電鐵供電系統(tǒng)在電能質(zhì)量方面進行研究，研究電能質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因，對國家大電網(wǎng)會產(chǎn)生何種影響，主要對無功以及諧波進行治理，以及對如何實時監(jiān)測和控制電能質(zhì)量的關(guān)鍵性技術(shù)進行研究。同時為了適應(yīng)我國高速鐵路的發(fā)展速度，建立高鐵負荷系統(tǒng)平臺具有重要的意義。
　　首先

2、在研究CRH2型機車的基礎(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，對扇區(qū)進行判斷，并對各個分區(qū)的作用時間進行具體的分析，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)特點的仿真模型，對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、對仿真的結(jié)果進行了分析，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)合實際工程對高速鐵路電能質(zhì)量影響進行分析。運用PSASP軟件計算鄭徐客運專線大劉莊牽引變電站在高速鐵路通車之后受到的影響，分析用電負荷的不對稱特性、諧波特性等。
　　再者研究了高速鐵路電能質(zhì)量綜合治理裝置補償電流實時檢測方案的設(shè)計過程。簡單介紹了現(xiàn)有的補償電流實時檢測方法的工作原理及其優(yōu)缺點;著重介紹了目前最常用的ip-iq算法，也就是基于瞬

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

5、驗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)上詳細介紹綜合治理裝置中APF的PWM跟蹤控制方案的設(shè)計。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)計做準備。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)量問題尤其是諧波問題的可行性。通過MATLAB/Simulink仿真的驗證證明了基于重復(fù)控制的APF