铁路功率调节器电能质量优化研究

发布时间：2023-05-11 01:19

　　近几年来,中国高铁发展迅速,是中国“新四大发明”之一,也是新时代我国在国际社会上一张闪耀的名片,驱动着中国经济高速增长。在交直交电力传动机车在高速铁路中的大量使用中,由于非线性、不对称性的负载应用,导致电网电流电压畸变、三相不平衡等一系列电能质量问题。当电网电压不平衡时,如果没有补偿装置,就会将其产生的谐波电流、负序电流等注入电网,造成电网污染,给公共电网和列车的安全稳定带来隐患。针对电气化铁路牵引供电系统的电能质量问题,本文主要研究内容如下:针对牵引工况时采用铁路功率调节器(RPC)解决牵引供电系统电能质量问题时,RPC补偿电流会在一定程度上加剧两供电臂的电压波动,从而可能造成牵引网欠压或过压问题,在保证RPC综合治理效果的前提下,为了既能有效减少RPC补偿容量,又能尽量缓解两供电臂电压波动,本文研究了一种以供电臂电压波动度和RPC补偿容量作为优化目标的补偿方法。本文分析了RPC补偿电流加剧两供电臂电压波动的原因,引入了供电臂电压波动度指标,建立了RPC多目标优化数学模型,并采用粒子群多目标优化算法求解。算例分析和实验验证了该方法在减小系统两供电臂电压波动问题和减少RPC补偿容量问题...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外电气化铁路电能质量治理研究现状
    1.3 论文主要研究的内容及结构
第2章 电气化铁路牵引供电系统及电能质量分析
    2.1 牵引供电系统
    2.2 电力机车
        2.2.1 交-直型电力机车
        2.2.2 交-直-交型电力机车
    2.3 电能质量问题
        2.3.1 负序问题
        2.3.2 功率因数问题
        2.3.3 谐波问题
    2.4 电能质量补偿装置
        2.4.1 无源补偿装置
        2.4.2 有源补偿装置
    2.5 本章小结
第3章 牵引工况下铁路功率调节器多目标优化
    3.1 牵引供电臂电压波动原理分析及表达式
        3.1.1 补偿前电压波动原理分析
        3.1.2 完全补偿后电压波动原理分析
        3.1.3 ΔU_α、ΔU_β的表达式
    3.2 RPC补偿容量分析及表达式
    3.3 RPC多目标优化数学模型
        3.3.1 目标函数
        3.3.2 约束条件
    3.4 基于多目标粒子群算法求解
        3.4.1 粒子群算法
        3.4.2 改进多目标粒子群算法
        3.4.3 算法流程图
    3.5 实验分析
        3.5.1 算例分析
        3.5.2 仿真分析
    3.6 本章小结
第4章 储能式铁路功率调节器负序电流优化设计
    4.1 SC-RPC补偿系统结构
    4.2 SC-RPC系统电气模型
        4.2.1 SC-RPC系统在牵引工况下的电气模型
        4.2.2 SC-RPC系统在再生制动工况下的电气模型
    4.3 SC-RPC再生制动工况下最小负序电流数学模型
        4.3.1 负序电流的表达式
        4.3.2 约束条件
    4.4 SC-RPC负序电流优化
        4.4.1 SC-RPC最小负序电流数学模型求解
    4.5 实验验证
        4.5.1 优化计算及结果分析
        4.5.2 实验仿真分析
    4.6 本章小结
第5章 工作总结与展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 后期工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文及参与的课题



本文编号：3813868