地鐵能饋式牽引代倡導(dǎo)變流系統(tǒng)諧波分析及抑制研究.pdf

1、城市軌道交通牽引供電變流系統(tǒng)為列車牽引提供電能,它的安全可靠是保證列車運(yùn)行的前提。現(xiàn)有的二極管整流系統(tǒng)因其能量的單向流動(dòng)性,無法吸收列車再生制動(dòng)產(chǎn)生的電能,需要額外添加裝置完成能量吸收。工業(yè)應(yīng)用的再生制動(dòng)能量吸收裝置主要包括再生能量電阻消耗裝置、再生電能逆變回饋設(shè)備、超級電容儲能裝置、以及飛輪儲能裝置。在比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了未來再生制動(dòng)能量吸收裝置的發(fā)展目標(biāo)為:技術(shù)成熟可靠、制動(dòng)能量全功率吸收、對電網(wǎng)影響(污染)小、綜合成本

2、較低。
　　 本文所研究的能饋式牽引供電變流系統(tǒng)具有整流和逆變的雙重功能,它既能滿足列車牽引的需求,又可以將再生制動(dòng)能量加以利用。為了減少其對交流電網(wǎng)的影響,本文對此展開了進(jìn)一步的研究。
　　 本文介紹了能饋式牽引供電變流系統(tǒng)諧波含量應(yīng)該符合的標(biāo)準(zhǔn),為抑制諧波設(shè)定合理的目標(biāo)。在分析了能饋式牽引供電變流系統(tǒng)相關(guān)的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制定過程及背景后,得出結(jié)論《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549-93是本系統(tǒng)應(yīng)該遵循的標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一

3、步的研究發(fā)現(xiàn)能饋式牽引供電變流系統(tǒng)的諧波含量比標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要小得多,本文的研究工作是在這個(gè)前提下展開的,即在原有較小諧波含量的基礎(chǔ)上,對諧波成分及含量進(jìn)行進(jìn)一步的抑制。
　　 本文介紹了組成能饋式牽引供電變流系統(tǒng)兩個(gè)機(jī)組-12脈波機(jī)組和PWM變流機(jī)組的主電路拓?fù)渑c工作原理,在此基礎(chǔ)上分析了各自的諧波特性以及二者并聯(lián)后電流諧波的特點(diǎn)。12脈波整流器利用兩個(gè)6脈波整流器交流網(wǎng)側(cè)電壓的移相,實(shí)現(xiàn)5、7次諧波的對消,從而使得整流機(jī)組的諧波

4、頻譜從(6n±1)次變?yōu)?12n±1)次；PWM整流機(jī)組的諧波電流含量與其脈寬調(diào)制的方式相關(guān),本文僅以SVPWM方式為例,討論其諧波電流分布特點(diǎn)。
　　 本文根據(jù)上述兩個(gè)機(jī)組的特點(diǎn),分別提出了進(jìn)一步抑制諧波的措施。
　　 對于12脈波整流機(jī)組,它的諧波電流含量主要由主電路拓?fù)浜鸵葡嗑葲Q定,文中對比了更多脈波整流電路和交流側(cè)單獨(dú)設(shè)立濾波裝置兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)果表明采取更多脈波的整流方案更為有利,此外文中還對移相角度的設(shè)

5、計(jì)方法進(jìn)行了討論。
　　 對于PWM整流器機(jī)組。分析了主電流參數(shù)(主要是交流側(cè)電感)對交流側(cè)電流諧波的影響-在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)增大電感有助于電流諧波的減??；分析了兩電平和三電平拓?fù)鋵涣鱾?cè)電流諧波的影響一結(jié)構(gòu)和控制更為復(fù)雜的三電平結(jié)構(gòu)拓?fù)淦浣涣鱾?cè)電流THD要小于兩電平拓?fù)?。本文還討論了ISVPWM方案,該方案可以使等效開關(guān)頻率提高n倍(n為并聯(lián)機(jī)組數(shù)量)。另外,死區(qū)補(bǔ)償也是減小諧波的有益嘗試。
　　 最后,本文搭建了仿真