基于單相LCL型脈沖整流器的高速鐵路高次諧波諧振抑制方案.pdf

1、在我國高速鐵路運營過程中，由于對牽引供電系統(tǒng)和高速列車特性認(rèn)識不夠透徹、全面，暴露出了諸多問題，其中車網(wǎng)耦合高頻諧振是其中亟待解決的關(guān)鍵問題。如果高頻諧振得不到有效抑制，會給牽引供電系統(tǒng)和高速列車的正常運營工作帶來安全隱患。本文以國家自然科學(xué)基金項目“高速動車動態(tài)非線性負(fù)荷建模及基于其特性優(yōu)化的諧波諧振抑制研究（編號:51207131）”為依托，以高速鐵路高頻諧振為研究對象，以抑制高頻諧振為研究目標(biāo)，從高速列車牽引傳動系統(tǒng)的角度出發(fā)，提

2、出一種基于單相LCL型脈沖整流器的高速鐵路高頻諧振抑制方案，為工程解決高速鐵路高頻諧振提供新的思路。本文的具體研究工作如下:
　　首先，描述了全并聯(lián)AT供電系統(tǒng)和高速列車牽引傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，給出了全并聯(lián)AT供電網(wǎng)各電路元件的建模方法，介紹了牽引傳動系統(tǒng)脈沖整流器的控制方法?；贛atlab/Simulink搭建全并聯(lián)AT供電網(wǎng)-牽引傳動系統(tǒng)聯(lián)合仿真平臺，模擬再現(xiàn)了高頻諧振現(xiàn)象并對聯(lián)合仿真平臺進(jìn)行了驗證。
　　其次，針對車網(wǎng)耦

3、合高頻諧振的機(jī)理進(jìn)行研究。基于牽引網(wǎng)單線簡化模型，從理論上揭示了牽引傳動系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)與牽引網(wǎng)壓中高次諧波的相關(guān)關(guān)系;基于車網(wǎng)耦合高頻分析模型，分析LCL濾波器對諧振特性的影響。基于車網(wǎng)聯(lián)合仿真平臺，對理論分析的結(jié)果進(jìn)行了仿真驗證。
　　再次，重點對單相LCL型脈沖整流器的工作原理與控制算法進(jìn)行研究。介紹了單相LCL型脈沖整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并建立其數(shù)學(xué)模型;探究LCL濾波器的設(shè)計方法，給出單相脈沖整流器的LCL濾波器設(shè)計原則;借鑒三相L

4、CL型脈沖整流器中的有源阻尼算法，在單相LCL型脈沖整流器中引入虛擬電阻法和雙帶通濾波器法，并給出直接電流控制方法和基于d-q坐標(biāo)系有功無功電流解耦控制方法。通過Matlab/Simulink仿真驗證了濾波器參數(shù)設(shè)計和控制算法的正確性和有效性。
　　最后，搭建以RT-LAB和TM320F2812 DSP控制器為核心的硬件在回路半實物仿真平臺，完成車網(wǎng)耦合系統(tǒng)的建模和控制程序的設(shè)計，并在半實物仿真平臺上完成單相LCL型脈沖整流器控制