基于三相-單相變換器的貫通式同相供電系統(tǒng)研究.pdf

1、傳統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)采取三相-兩相分相供電方式，存在著無(wú)功、諧波、負(fù)序等電能質(zhì)量的技術(shù)難題，并且由于過(guò)分相裝置的存在，大大制約著機(jī)車(chē)的運(yùn)行速度和承載能力。隨著高速，重載鐵路的發(fā)展，該系統(tǒng)面臨著嚴(yán)重挑戰(zhàn)。
　　 基于此，本文研究了基于三電平三相—單相二極管鉗位變換器的貫通式同相牽引供電系統(tǒng)。利用電力電子技術(shù)徹底取消過(guò)分相裝置，實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷的對(duì)稱(chēng)以及牽引網(wǎng)側(cè)的柔性可控，大大改善了電能質(zhì)量，提高了系統(tǒng)效率，是一種新型的智能牽引供電系統(tǒng)。<

2、br>　　 本文深入分析了貫通式同相供電系統(tǒng)的控制問(wèn)題，討論了三相—單相變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，研究了三相變換器及單相變換器的控制方法，對(duì)于三相變換器采用PI雙閉環(huán)調(diào)節(jié)，并對(duì)直流電容進(jìn)行均壓控制。對(duì)于單相變換器，采用電壓前饋并網(wǎng)控制。建立了變換器數(shù)學(xué)模型，并對(duì)控制系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行了整定，描繪了控制系統(tǒng)開(kāi)閉環(huán)波特圖，證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 建立新型牽引網(wǎng)Carson模型，討論分析多機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗分布，環(huán)流分布以及下垂性能，得出系統(tǒng)

3、具有下垂特性，可以使用下垂控制實(shí)現(xiàn)多組變換器并聯(lián)運(yùn)行，選取了雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)電流進(jìn)行解耦，配置了控制系統(tǒng)參數(shù)，波特圖證明系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定性要求，并實(shí)現(xiàn)了均流控制。
　　 由于機(jī)車(chē)作為諧波源會(huì)向系統(tǒng)注入大量諧波電流，牽引供電系統(tǒng)成為最直接的諧波電流源激勵(lì)對(duì)象，很可能對(duì)相關(guān)設(shè)備造成損害。因此，針對(duì)這一新型牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行諧波分析，建立了基于分布式電感電容降階計(jì)算的牽引網(wǎng)阻抗模型，搭建了CRH2機(jī)車(chē)負(fù)載模型，進(jìn)行了車(chē)網(wǎng)耦合仿真，分析了負(fù)載牽

4、引網(wǎng)側(cè)、變電所牽引網(wǎng)側(cè)和三相電網(wǎng)輸出側(cè)的諧波情況，證明了該系統(tǒng)車(chē)網(wǎng)耦合時(shí)諧波滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，還分析了極端情況下大諧波電流注入的情況，該系統(tǒng)諧波情況優(yōu)于現(xiàn)有供電系統(tǒng)，為避免諧波諧振提供相應(yīng)的理論參考。
　　 為了驗(yàn)證該系統(tǒng)的相關(guān)性能及特性，利用Matlab/Simulink搭建系統(tǒng)仿真模型和諧波分析模型，對(duì)于三相-單相變換器單機(jī)并網(wǎng)和多機(jī)并聯(lián)并網(wǎng)的情況進(jìn)行建模和仿真，對(duì)于車(chē)網(wǎng)耦合的諧波情況進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明該貫通式同相供電