電力牽引系統(tǒng)的諧波分析及仿真研究.pdf

1、隨著高速鐵路和重載運(yùn)輸?shù)拇罅Πl(fā)展，交流傳動(dòng)型電力機(jī)車(chē)和電動(dòng)車(chē)組在國(guó)內(nèi)大規(guī)模上線運(yùn)行，電氣化鐵路已經(jīng)成為我國(guó)電網(wǎng)的主要諧波源。針對(duì)這一現(xiàn)象，需要及時(shí)的對(duì)電氣化鐵路電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)估和治理。本文將圍繞交流傳動(dòng)型電力機(jī)車(chē)和動(dòng)車(chē)組的諧波特性問(wèn)題進(jìn)行展開(kāi)。對(duì)于動(dòng)車(chē)組而言，CRH2型動(dòng)車(chē)組采用二極管鉗位式三電平脈沖整流器，而其它幾種車(chē)型均采用兩電平脈沖整流器。本文有針對(duì)性的以CRH2型和CRH5型兩種動(dòng)車(chē)組為研究對(duì)象，通過(guò)建立其網(wǎng)側(cè)的變流器

2、模型，來(lái)分析諧波的分布特性。
　　本文首先對(duì)電力機(jī)車(chē)和動(dòng)車(chē)組的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，同時(shí)分析了諧波對(duì)牽引供電系統(tǒng)和機(jī)車(chē)車(chē)輛的影響。對(duì)網(wǎng)側(cè)整流器的工作原理進(jìn)行闡述，研究交流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)采用脈沖整流器與交-直流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)采用相控整流器所產(chǎn)生諧波特性的差異及影響。重點(diǎn)分別對(duì)兩電平、三電平脈沖整流器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行闡述。同時(shí)對(duì)整流器諧波產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了深入的分析，并建立了網(wǎng)側(cè)變流器諧波電流的數(shù)學(xué)模型。對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器的相關(guān)控制技術(shù)進(jìn)

3、行了研究，詳細(xì)分析了瞬態(tài)電流控制和預(yù)測(cè)電流控制兩種直接電流控制策略，對(duì)三電平脈沖整流器固有的中點(diǎn)電位問(wèn)題進(jìn)行了分析，并且提出了一種較為簡(jiǎn)單的脈沖轉(zhuǎn)換方法來(lái)解決此問(wèn)題。同時(shí)對(duì)多重化PWM整流器的載波移相技術(shù)進(jìn)行了研究，并達(dá)到擴(kuò)容和減小諧波的目的。利用Matlab/Simulink仿真平臺(tái)，分別搭建CRH2、CRH5兩種車(chē)型的整流電路仿真模型，研究機(jī)車(chē)在額定工況、功率變化及牽引網(wǎng)電壓變化時(shí)網(wǎng)側(cè)電流的諧波輸出特性，并通過(guò)仿真驗(yàn)證理論分析的正確