牵引供电系统低频振荡的识别与抑制方法研究

发布时间：2020-07-11 01:14

【摘要】：随着我国铁路电气化建设步伐不断加快,到2020年,我国电气化铁路将达到12万公里以上,而高速铁路达到1.9万公里以上。在铁路事业迎来新的发展机遇的同时,高速铁路与牵引供电系统耦合振荡的问题也越来越明显,严重影响了高速铁路正常秩序。以CRH5动车组为研究对象,搭建了车网低频振荡时域仿真模型,重点分析了车网低频振荡机理,提出了识别车网低频振荡的两种方法以及两种低频振荡抑制措施,为工程上解决车网低频振荡现象提供理论和模型支撑。最后,运用Matlab/Simulink仿真方法实现了对车网低频振荡的原因验证与抑制方法研究。首先,针对国内现有电气化铁路牵引供电系统低频振荡问题,将牵引供电系统各个部分建模,合理简化了牵引网、机车的逆变器和牵引电机,建立了车网耦合系统低频振荡时域仿真模型。其次,运用阻尼比判据分析和阐述了电气化铁路牵引供电系统低频振荡的产生机理,通过对单相脉冲整流器工作原理以及瞬态直流控制策略的分析,搭建了车网小信号模型,分析了网侧变流器控制策略PI参数及机车数量对低频振荡的影响,为抑制车网低频振荡提供了重要依据。此外,针对牵引供电系统低频振荡的相关特性与机理研究,主动提出了基于粒子滤波的改进Prony的低频振荡检测识别方法,并通过理论分析与仿真数据对比证明了这些方法对识别车网低频振荡的有效性。最后,为抑制车网低频现象发生,结合低频振荡相关判据,验证了优化PI参数低频振荡抑制方法的可行性,同时设计了网侧变流器控制器的改进dq解耦的主动阻尼补偿控制方法,通过Matlab/Simulink软件仿真验证了这种控制方法比传统瞬态直流控制策略,具有更加良好的低频振荡抑制效果。
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U223;TM712
【图文】：

示意图,牵引供电系统,高速铁路,原理结构

第二章牵引供电系统仿真模型的搭建引供电系统是外部电网输送电能给高速动车组的唯一供电通道，主要由电网供电电源、牵引变电所、牵引网、电力机车构成，实现了电力的传。根据牵引供电系统外部电源的供电能力及其运行要求，外部电网常采220kV/110kV 外部电压等级，供电方式采用单相交流工频 55/27.5kV 制式建的高速铁路的牵引供电系统原理示意图如下图 2-1 所示。

接线图,单相变压器,接线图,绕组

牵引变压器0MVA、、75MVA等多个0%，过载能力要求较泛的主要有单相接线变器、V/X 接线变压器线方式。一次侧绕组接于正馈线母线（F），（二次侧绕组中心点接

变电所,仿真模型

沧口变电所仿真模型图

【参考文献】