可实现有源滤波的电力机车辅助四象限变流器控制研究
发布时间：2021-11-12 11:14
电气化铁路具有运输能力强、环境友好、安全可靠等优点,在我国国民经济和社会发展中发挥着重要作用。随着电力机车大量投入运营,机车在运行过程中会向牵引网注入某些特定频率的谐波电流,当这些谐波电流频率与牵引网特征频率相等时就会产生车-网耦合谐振,谐振电压过高会引起机车跳闸保护、沿线设备烧损等谐振事故。近年,我国电气化铁路己发生多起车-网耦合谐振事故,因此,有效抑制车-网耦合谐振对电气化铁路安全、稳定地运行十分重要。本文为抑制车-网耦合谐振,提出一种基于SiC的车载辅助四象限变流器（Four Quadrant Converter,4QC）有源滤波控制方法。该方法不需要增加额外的电力电子器件,只需要控制辅助四象限变流器产生降低注入牵引网的谐波电流的补偿电流,达到抑制车-网谐振的目的,同时也提高了牵引供电系统的电能质量。论文首先分析了电力机车谐波的产生及车-网耦合谐振机理。为使辅助四象限变流器既完成单位功率因数的整流功能并同时实现有源滤波控制,分析了辅助电源交流侧电感及开关频率对网侧谐波电流补偿效果的影响,并确定了电感参数阈值的选择方法。其次,提出了辅助四象限变流器有源滤波谐振抑制方法。针对电气化铁...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－］?ＣＲＨ３８０ＡＬ谐振事故发生时的实测波形??Ｆｉ．?１－１?Ｍｅａｓｕｒｅｄ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ａｃｃｉｄｅｎｔ??
因其需要对现有线路进行改造。且该方法改变了牵引网原有的频率特性，有可能??在其它频率处引起谐振，无法在既有线上大范围推广。??文献［５］提出一种改进的Ｃ型阻抗器，如图１－２所示，通过Ｃ型阻抗器与牵引??网等效阻抗Ｚｅｑ并联，并联阻抗后产生频率偏移，降低了原有特征频率处的阻抗Ｚｅｑ，??可抑制谐振产生；同时根据电力机车的频率分布设置了某频率下的谐波通路，吸??收部分谐波电流。与传统的阻抗器相比，改进的Ｃ型阻抗器不仅能降低牵引网某??一特定频率的阻抗值，还能够滤除特定频率的谐波电流，但其本质上还是固定频??率的谐振抑制，当牵引网参数变化引起特征频率改变时，阻抗器的特征频率难以??随之动态变化。??■?＿?Ｃ麵抗器?嫩????Ｉ??；；?Ｃ，？１〇ｉ４ｐｆ??—叫?ｉ?卜！?２＝??Ｉ￣１￣Ｉ?１?｜４００?！?＼?Ｒ＿。??－６＾０?ｔｃｉ?Ｉ：?｜＼?，，??｜?ｒ?丨?０〇?４〇?ｓｏ?ｍ?ｉ？＞???Ｊ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
没能大范围推广，因此应用于电气化铁路的有源滤波器大多采用耦合变压器降压??或采用多电平级联的方式来提高装置的耐压等级??图１－５为韩国高速铁路采用的６ＭＶＡ单相有源滤波器，该装置采用多绕组变??压器降低电压，每一个副边绕组连接一个单相有源滤波器，采用多重化的技术提??高补偿容量。通过检测原边电流获得谐波电流指令，对牵引变电所的谐波进行动??态补偿，实现牵引负荷谐波治理［１２］。该有源滤波方法能够动态地补偿谐波电流，??补偿频率受牵引网及机车参数影响较小，能够满足电气化铁路谐波频带较宽的特??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于大功率全SiC器件的变换器研究[J]. 张庆,张小勇,饶沛南,施洪亮,赵明锐,周帅. 机车电传动. 2018(06)
[2]基于级联H桥变流器的牵引网谐波阻抗测量装置[J]. 刘秋降,吴命利,左超. 铁道学报. 2018(05)
[3]基于电容器投切法的牵引供电系统谐波阻抗测试分析[J]. 张权,胡海涛,陶海东,何正友. 电力自动化设备. 2017(11)
[4]一种用于谐波检测的改进型自适应变步长最小均方算法[J]. 张晗. 大功率变流技术. 2017(03)
[5]适用于电气化铁路的级联H桥型有源电力滤波器[J]. 吴丽然,吴命利. 铁道学报. 2017(05)
[6]单相系统瞬时谐波及无功电流检测方法研究[J]. 邵贺锋,全惠敏. 电气应用. 2017(02)
[7]滑窗迭代DFT法APF直流侧稳压控制研究[J]. 李锦彬,陈冲. 电测与仪表. 2016(22)
[8]APF中一种改进的变步长LMS自适应谐波检测算法[J]. 吕广强,刘娱,段海军. 电力系统保护与控制. 2016(07)
[9]基于单相LCL脉冲整流器的高速铁路牵引网谐波谐振抑制方法[J]. 王隽龙,宋文胜,葛兴来,张文明,冯晓云. 铁道学报. 2016(03)
[10]基于阻波高通滤波器的高速铁路谐振抑制方案[J]. 赵元哲,李群湛,周福林. 电力自动化设备. 2015(04)
硕士论文
[1]基于谐振技术的有源电力滤波器控制策略研究[D]. 苏杭.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于双闭环准比例谐振控制的逆变器研究[D]. 王亚威.大连理工大学 2014
[3]高速列车与牵引网谐振现象及其抑制方法的研究[D]. 初曦.北京交通大学 2014
[4]单相PWM整流器的研究[D]. 贺博.华中科技大学 2012
[5]牵引供电系统中有源滤波器的仿真研究[D]. 王秀清.北京交通大学 2009
本文编号：3490801
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－］?ＣＲＨ３８０ＡＬ谐振事故发生时的实测波形??Ｆｉ．?１－１?Ｍｅａｓｕｒｅｄ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ａｃｃｉｄｅｎｔ??
因其需要对现有线路进行改造。且该方法改变了牵引网原有的频率特性，有可能??在其它频率处引起谐振，无法在既有线上大范围推广。??文献［５］提出一种改进的Ｃ型阻抗器，如图１－２所示，通过Ｃ型阻抗器与牵引??网等效阻抗Ｚｅｑ并联，并联阻抗后产生频率偏移，降低了原有特征频率处的阻抗Ｚｅｑ，??可抑制谐振产生；同时根据电力机车的频率分布设置了某频率下的谐波通路，吸??收部分谐波电流。与传统的阻抗器相比，改进的Ｃ型阻抗器不仅能降低牵引网某??一特定频率的阻抗值，还能够滤除特定频率的谐波电流，但其本质上还是固定频??率的谐振抑制，当牵引网参数变化引起特征频率改变时，阻抗器的特征频率难以??随之动态变化。??■?＿?Ｃ麵抗器?嫩????Ｉ??；；?Ｃ，？１〇ｉ４ｐｆ??—叫?ｉ?卜！?２＝??Ｉ￣１￣Ｉ?１?｜４００?！?＼?Ｒ＿。??－６＾０?ｔｃｉ?Ｉ：?｜＼?，，??｜?ｒ?丨?０〇?４〇?ｓｏ?ｍ?ｉ？＞???Ｊ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
没能大范围推广，因此应用于电气化铁路的有源滤波器大多采用耦合变压器降压??或采用多电平级联的方式来提高装置的耐压等级??图１－５为韩国高速铁路采用的６ＭＶＡ单相有源滤波器，该装置采用多绕组变??压器降低电压，每一个副边绕组连接一个单相有源滤波器，采用多重化的技术提??高补偿容量。通过检测原边电流获得谐波电流指令，对牵引变电所的谐波进行动??态补偿，实现牵引负荷谐波治理［１２］。该有源滤波方法能够动态地补偿谐波电流，??补偿频率受牵引网及机车参数影响较小，能够满足电气化铁路谐波频带较宽的特??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于大功率全SiC器件的变换器研究[J]. 张庆,张小勇,饶沛南,施洪亮,赵明锐,周帅. 机车电传动. 2018(06)
[2]基于级联H桥变流器的牵引网谐波阻抗测量装置[J]. 刘秋降,吴命利,左超. 铁道学报. 2018(05)
[3]基于电容器投切法的牵引供电系统谐波阻抗测试分析[J]. 张权,胡海涛,陶海东,何正友. 电力自动化设备. 2017(11)
[4]一种用于谐波检测的改进型自适应变步长最小均方算法[J]. 张晗. 大功率变流技术. 2017(03)
[5]适用于电气化铁路的级联H桥型有源电力滤波器[J]. 吴丽然,吴命利. 铁道学报. 2017(05)
[6]单相系统瞬时谐波及无功电流检测方法研究[J]. 邵贺锋,全惠敏. 电气应用. 2017(02)
[7]滑窗迭代DFT法APF直流侧稳压控制研究[J]. 李锦彬,陈冲. 电测与仪表. 2016(22)
[8]APF中一种改进的变步长LMS自适应谐波检测算法[J]. 吕广强,刘娱,段海军. 电力系统保护与控制. 2016(07)
[9]基于单相LCL脉冲整流器的高速铁路牵引网谐波谐振抑制方法[J]. 王隽龙,宋文胜,葛兴来,张文明,冯晓云. 铁道学报. 2016(03)
[10]基于阻波高通滤波器的高速铁路谐振抑制方案[J]. 赵元哲,李群湛,周福林. 电力自动化设备. 2015(04)
硕士论文
[1]基于谐振技术的有源电力滤波器控制策略研究[D]. 苏杭.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于双闭环准比例谐振控制的逆变器研究[D]. 王亚威.大连理工大学 2014
[3]高速列车与牵引网谐振现象及其抑制方法的研究[D]. 初曦.北京交通大学 2014
[4]单相PWM整流器的研究[D]. 贺博.华中科技大学 2012
[5]牵引供电系统中有源滤波器的仿真研究[D]. 王秀清.北京交通大学 2009
本文编号：3490801
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