具备电压补偿功能的不停电过分相系统及控制方法

不停电过分相系统可保证机车连续供电,避免机车运行速度降低和遭受冲击电压电流。为进一步提高不停电过分相系统的可靠性和改善牵引供电网末端电压波动,该文提出一种基于三相模块化多电平变换器(MMC)的分相区不停电过分相系统(UPT)及其控制策略。首先,基于三相MMC的分相区UPT拓扑结构及其工作原理,分析了机车通过分相区域导致的牵引网末端电压波动原理和UPT的无功电压补偿能力;然后,在机车经过分相区的全过程中,分析UPT的电流传输特性,以保证两侧供电臂负荷有功分量线性变化;接着,提出了UPT的有功、无功以及整体的控制策略;最后,进行仿真分析和小容量实验。理论分析和实验结果表明:UPT能保证机车在不停电状态下平稳通过分相区,两侧供电臂负荷实现线性平稳变化,同时有效地解决了电压波动的问题。

一种基于多智能体的多站协同高速铁路不平衡补偿方法

针对只考虑单个牵引变电站的不平衡补偿方法无法将补偿装置的安装容量进一步降低的问题,该文研究一种基于多智能体的多站协同高速铁路不平衡补偿方法。首先,研究适用于多站协同补偿的新的高速铁路不平衡补偿原理以及相应的拓扑结构;接着,分析采用多站协同补偿方式下,每个牵引变电站补偿装置的安装容量;然后,提出基于多智能体的多站不平衡补偿的协同控制策略,在有效补偿不平衡电流的同时减少主从控制器之间的通信量;最后,通过仿真算例和小容量的实验验证了所提方法的优点和有效性。仿真和实验结果表明,该方法可以有效地补偿高速铁路的不平衡电流,降低单站补偿装置33.3%的安装容量。

考虑再生制动能量的牵引网不平衡补偿

高速列车在再生制动运行时,会产生大量的再生制动能量,这部分能量无法简单地忽略。首先考虑高速列车在各种运行工况下能量回馈对系统不平衡的影响,提出了一种高速铁路系统协同不平衡补偿方法(collaborative unbalance compensation method, CUCM)来降低电力电子补偿装置的容量与成本;然后分析了两种补偿原理,即RPC原理和Steinmetz原理,以保证CUCM能运行良好;最后基于高速列车的实际运行情况,对CUCM的容量进行了分析。分析和仿真结果表明:两种补偿方式虽然具有不同的实现方法和补偿电流表达式,但其补偿本质是相同的,应采用协同补偿策略;在牵引工况和能量反馈工况下,所提出的CUCM能够在完全补偿高速铁路电力系统的不平衡电流的前提下,有效降低装置成本。

10kW大功率磁控管控制系统的仿真

对大功率磁控管控制系统进行仿真是稳定磁控管微波功率输出和系统控制器设计的关键所在.首先,利用实验测量的数据和最小二乘法,在Simulink中建立10 k W磁控管的数学模型,然后进行PID控制器设计.在控制系统仿真过程中,控制输入量为设定功率所对应的期望输出电流值,反馈量为磁控管的阳极电流,利用Ziegler-Nichols方法对PID控制器参数进行整定.最终,仿真系统的功率输出达到期望的稳定值,将仿真所得与长时间实践所得进行比较,发现二者的差距甚小.由于仿真得到的控制器性能稳定且设计过程简便,故能够很好的应用于实际的微波输出控制系统中.