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

1、隨著中國高速鐵路的快速發(fā)展，鐵路牽引電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題受到了越來越多的關(guān)注。而當前中國多數(shù)鐵路線處于交-直型與交-直-交型電力機車混跑的局面，牽引網(wǎng)中的負序、無功及諧波問題尤為突出，嚴重影響電力系統(tǒng)安全。因此，針對牽引網(wǎng)電能質(zhì)量問題采取有效的治理措施，對中國鐵路安全穩(wěn)定的向高速化、重載化發(fā)展具有十分重要的意義。
　　論文通過對牽引電網(wǎng)電能質(zhì)量補償裝置的研究現(xiàn)狀對比分析，選取具有能夠直接實現(xiàn)有功功率在兩供電臂間雙向流動的鐵路功率調(diào)節(jié)

2、器(Railway Static Power Conditioner，RPC)為研究對象。給出了基于Scott牽引變壓器的RPC綜合補償系統(tǒng)的拓撲結(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關(guān)系。針對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)理論的信號指令電流的新型檢測方法，實現(xiàn)了負序、諧波及無功分量從總指令電流中的分離，提高了RPC補償目標的靈活性。同

3、時，在檢測系統(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)檢測速度。為提高RPC電流跟蹤精度與動態(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，直流側(cè)電容電壓會發(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)以及電流沖擊問題。仿真結(jié)果驗證了兩種復(fù)合控制方法的有效性。為驗證RPC補償系統(tǒng)對牽引電網(wǎng)中諧波、無功和負序的綜合補償效果，在Matlab/simulink中對牽引網(wǎng)中常見的三種運行工況進行模擬仿真。仿真結(jié)果表明RPC綜合補償性能良好。
　　論文最后對RPC補償系統(tǒng)建立總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，研究了RPC主電路元件的參數(shù)設(shè)計以及控制系統(tǒng)的設(shè)計。對主電路中IGBT模塊的選型，輸出變壓器變比與容量，交流側(cè)輸出電