电气化铁路柔性不断电过分相与电能质量治理方案

针对电气化铁路存在的列车断电过分相和电能质量问题,提出一种电气化铁路列车不断电过分相与电能质量治理方案。通过在牵引变电所加装不断电过分相系统,实现不断电过分相与电能质量治理两种工作模式之间转换,研究了两种工作模式下不断电过分相系统的变流器控制方法,并搭建仿真模型验证了方案的可行性。

新型电气化铁道电能质量综合补偿系统的研究及工程应用

针对电气化铁路给电网带来的低功率因数、高谐波含量和负序电流的问题,提出了在每个牵引臂安装由静止无功补偿器和混合有源滤波器有机组成的新型并联混合补偿装置。该装置结合静止无功补偿器和混合有源滤波器两者之长,前者动态补偿无功电流并抑制负序电流;后者由无源滤波和有源滤波构成的注入式混合有源滤波器,降低了工程成本和实现难度,并有效抑制了谐波。文中分析了其拓扑结构和补偿原理,并详细介绍了其无功控制方法。将该系统投入牵引变电站运行,对比分析了系统投入前后的波形和数据,证明了该综合补偿系统对改善电网电能质量的有效性和可行性。

一种混合型电气化铁道电能质量综合治理系统及其容量分析

为应对电气化铁道供电系统电能质量问题,提出了一种能适用于平衡牵引变压器的混合型电气化铁道电能质量综合治理系统（H-RPQIS）。分析了该系统有源部分的端口电压特性,给出了LC耦合支路的参数设计方法,并将其与传统铁路功率调节器（RPC）进行了容量对比分析。分析结果指出在同等补偿电流下H-RPQIS有源部分的补偿容量大幅低于RPC系统。结合某40 MV·A牵引变电所的实测数据对系统进行了仿真研究,结果显示H-RPQIS有源部分的补偿容量约为RPC的20%~30%,验证了H-RPQIS的补偿效果及容量分析的正确性。

基于YN_接线平衡变压器的电气化铁道电能质量综合治理系统

针对目前电气化铁道AT或直供系统中普遍存在的负序、谐波和功率因数低等电能质量问题,提出了一种基于YN_接线平衡变压器的电气化铁道电能质量综合治理系统.该系统充分挖掘了YN_型牵引变压器二次侧可带三相系统的潜能,在无需降压变压器的情况下,实现了三相全桥型有源功率调节系统和主牵引变压器的融合.给出了该系统的构成方式,分析了该系统补偿负序、谐波和无功的基本原理,提出了电流检测和控制方法.根据实际变电站参数和实测牵引负荷数据建立了该系统的仿真模型.仿真结果表明所提系统具有良好的负序、谐波和无功补偿性能.

新型电气化铁道电能质量综合治理装置

电气化铁路的牵引负荷引起的谐波电流和负序电流会给电力系统带来干扰。针对安装有阻抗匹配平衡变压器的牵引变电所,提出在2个牵引臂安装电能质量综合治理装置的方案解决牵引变电站的谐波、负序和无功补偿问题。该装置由感应滤波变压器和可逆PWM整流器组成,感应滤波变压器滤除3、5、7次主要次谐波并补偿部分无功,可逆的PWM整流装置动态补偿无功并实现有功电流由小的一侧向电流大的一侧补偿,使两牵引臂的负荷电流平衡,达到治理网侧负序电流的目的。分析了该装置实现谐波抑制、无功补偿、负荷平衡的机理。仿真结果证明了该补偿装置抑制谐波、负序以及提高功率因数的有效性。

世界高速电气化铁道电能质量现状及治理措施

介绍了国际高速电气化铁道电能质量的现状、有关标准和改善电能质量方面的进展。探讨了我国为提高电能质量在接入系统电压等级、短路容量、供电方式、变压器类型、机车类型、接触网设计等方面应该采取的措施,在已运营电气化铁道上如何通过在机车侧、牵引变电所和公共连接点加设补偿滤波装置以及合理安排行车调度等方式来改善电能质量,并应考虑同相供电和高压直流供电等新型的供电方式。

电能质量与电气化铁道

本文介绍了电气化铁道牵引负荷的特点和电能质量国家标准规定的内容，提出了电铁在执行电能质量国家标准中需要注意和解决的问题。

电气化铁道电能质量监测管理系统的研究

针对电气化铁道的电能质量问题,本文提出了一种基于分布式体系软件平台构建的分层、分布式电气化铁道电能质量监测管理系统。该系统对谐波、电压波动和闪变、三相不平衡、功率因数等电能质量指标的监测,完全按照最新国家标准执行,检测标准可根据国标修订情况及时变更。该系统采用分层综合管理和嵌入式Internet技术,透明地支持多种通讯方式,能够实现监测设备管理、监视和测量、查询统计、数据分析和处理等功能。该系统在山东电网投入使用后,现场运行效果良好。

基于混合型电气化铁道电能质量综合治理系统的控制方案

为实现对电气化铁道无功和负序的补偿,提高系统电能质量,提出一种基于混合型电气化铁道电能质量综合治理系统H-RPQMS(hybrid railway power quality management system)的综合控制方案。H-RPQMS的变流系统由2个背靠背变流器构成。在两相静止坐标系和旋转坐标系下分别建立了H-RPQMS的数学模型,分别设计了两个变流器的电压外环和功率外环以及电流内环。通过Matlab/Simulink仿真验证了该控制方案的有效性。

一种绕组补偿式电气化铁道电能质量控制系统

针对电气化铁道供电系统存在的电能质量问题,提出一种无辅助降压变压器的半桥型绕组补偿式有源功率变换系统(auxiliary step-down transformer-less half-bridge winding compensation type active power converter,T-HBWAPC)。与传统有源治理方案相比,在完成同样功能的前提下,该系统无需大容量工频辅助降压变压器,且使用更少的功率开关器件,具有更高的系统集成度和更低的制造、运行成本。文章给出该系统的补偿原理和检测方法,详细分析了系统独特的电压扰动现象。为提高系统在电压扰动下的鲁棒性,采用内模控制器作为T-HBWAPC的电流控制器。最后通过仿真和实验验证了补偿系统及电压扰动分析和控制方法的正确性。

电气化铁路接入电网电能质量评估分析

当前,电气化铁路接入引起的电力牵引负荷属于大功率单相整流负荷,电铁通过时产生的谐波和负序电流经线路进入电力系统,会引起电网较为显著的电能质量问题。因此,如何保证电铁接入背景下系统的稳定性与安全性,合理评估区域电网承载力尤为重要。现以大型电铁接入承德电网为例,分析了电铁接入引起的谐波电流、谐波电压、三相电压不平衡、电压波动/偏差等电能质量指标,对不合格指标提出了治理措施,为电铁接入审查提供了参考依据,对提升电网电能质量、改善用电环境具有重要意义。

基于级联H桥的电气化铁路综合电能质量补偿装置的研究与仿真

随着经济的快速发展,货物需求的容量越来越大,电气化铁路凭借速度快、运输量大、节能高效等优势,已成为铁路发展的必然趋势。由于电气化铁路接入电网的数量增多,给电网带来许多电能质量问题,比如谐波与无功波动等问题。为提高牵引供电系统的电能质量和供电可靠性,针对电气化铁路供电系统和电车负载的特点,研究了基于级联H桥的综合电能质量补偿装置,治理电气化机车运行给电网带来的电能质量问题。通过基于多模式的控制策略,使其在各种工作模式下补偿无功,同时稳定考核点的电压。通过在MATLAB/Simulink环境下建模仿真,对设计的综合电能质量补偿装置的各种工作模式进行仿真分析,验证了控制策略的有效性,其具有响应速度快、动态特性好的优点,可有效改善电气化铁路接网后对电网电能质量的影响。

基于灰靶理论的电气化铁道电能质量综合评估

根据电气化铁道牵引负荷的非线性、不对称性和随机波动性等特点,分析了适合电气化铁道电能质量综合评估的指标体系。利用电气化铁道电能质量等级界限的标准模式,构造出电能质量标准样本,提出了一种以标准样本评估误差的平方和最小为目标函数,以权重信息自身的特点为约束条件的权重值确定新方法。将灰靶理论引入到电能质量综合评估中来,通过构造电能质量标准模式,利用灰靶变换,建立灰色关联差异信息空间,求得靶心系数和靶心度,实现了电气化铁道电能质量综合评估。实际算例表明该方法能够得到客观、合理地综合评估结果,验证了该模型的有效性和优越性。

含光伏电源的新型电气化铁道电能质量调节器

针对27.5 kV电气化铁路牵引网中电力机车负荷引起的谐波和无功问题,提出一种基于多个H桥的含光伏电源的新型电能质量调节器。将混合级联81电平变流器与PWM变流器串联连接实现电能调节装置的高压大容量。光伏电源接入混合级联81电平变流器直流侧减少牵引网功率消耗。混合级联81电平变流器输出电压的基波分量受牵引网电压的控制。PWM变流器输出电流的有功分量由81电平变流器直流母线电压控制,谐波和无功分量受控于负荷。通过分析该新型电能质量调节器的系统结构、工作原理、功率分布及控制方法,在Matlab/Simulink上进行了建模仿真,验证了该方案的可行性和有效性。

电气化铁道电能质量优化控制仿真分析

电气化铁道牵引供电系统存在功率因数低、谐波含量和负序电流大等电能质量问题,而传统的固定电容器式无功补偿又存在易容性过补,易与电网谐振,且滤波效果差等问题。文中提出一种基于混合滤波的应用于牵引供电系统的电能质量优化控制方法,它是利用无源网络隔离基波电压,充分发挥有源滤波器、无源滤波器各自优势的新型滤波装置。分析了其拓扑结构和补偿原理,详细阐述了其优化控制策略,通过建立混合滤波器容量优化模型对其整体容量配置进行了优化设计。以一实际牵引变电所为例,建立了相应的仿真模型,通过详细的仿真,验证了综合补偿方案所具有的良好的无功补偿和谐波抑制效果。

电能质量与电气化铁道

简介了电气化铁道牵引负荷的特点和电能质量国家标准规定的内容，提出了电气化铁道在执行电能质量国家标准中需要注意和解决的问题。

HHT变换在电气化铁道电能质量检测中的应用

本文提出了基于Hilbert-Huang变换(HHT)对电气化铁道电能质量扰动信号定位检测的改进方法。由于电气化铁道扰动信号的复杂性,如果直接对经验模态分解(EMD)后的频率分量进行希尔伯特变换(HT),会使定位与检测的效果变差。本文通过在原信号上叠加已知高频正弦波的方法实现对扰动进行定位,提高了最高频率分量(一般是本征模态第一分量C1)的提取速度,并通过仿真数据来验证,可以看出该方法更为有效,定位检测效果大大改善。

电气化铁路供电电能质量测试主要结果分析

为掌握电气化铁路供电电能质量现状,确保电网安全运行,满足电气化铁路快速发展的供电需求,国家电网公司组织了一次大规模测试。文章根据向电气化铁路供电的变电站电能质量测试结果,就谐波、负序等主要测试数据及电气化铁路供电中的主要问题进行整理和分析。结果表明,电气化铁路牵引负荷功率因数偏低,产生的谐波和负序分量普遍超标,劣化了电网电能质量,给电网安全稳定带来隐患,应引起高度重视并积极解决。

电气化铁路电能质量评估及新型控制方案研究

电气化铁路电能质量问题集中体现在负序、谐波、无功及电压偏差等方面,机车类型、线路条件和运行组织等因素直接影响了电能质量状况。在电气化铁路牵引供电系统综合测试的基础上,掌握了普速客货混跑线路、重载线路以及高速线路牵引负荷特性,定量评估了其对外部电力系统电能质量的影响,探讨了其共性和特殊性,并分析了主要原因。针对一种新型电能质量控制方案,建立了主电路和牵引负荷模型,仿真验证了其可行性和技术优越性。

基于背靠背SVG的电气化铁路电能质量综合治理

针对电气化铁路引起的负序、谐波和无功问题,采用将SVG背靠背联接与固定补偿(FC)相结合来实现负荷平衡以及补偿无功和谐波的方案。该方案将2台SVG背靠背联接使用,通过实时计算两供电臂的负荷差,将差值的一半有功功率通过共用的直流电容,从重臂分配到轻臂从而实现负荷平衡,并同时补偿牵引负荷引起的谐波和无功问题,达到电能质量的综合治理。该方案经过变电所实际运行,并对多种补偿方式下的电能质量进行多次测试,结果显示该方案能够达到较好的治理效果。