静止坐标系下铁路电能质量控制系统控制策略

为实现电气化铁路负序和无功综合治理,建立了基于V/v变压器的铁路电能质量控制系统(V/v-railway power quality manage system,V/v-RPQMS)。结合比例谐振(proportional resonant,PR)控制器的特性,设计了V/v-RPQMS控制策略。研究表明:该方法通过将同步坐标系下的有功电流和无功电流分量转换到静止坐标系下进行调节,能实现V/v-RPQMS有功、无功功率的独立调节以及有功功率快速双向变换传输;与采用比例积分(proportional integral,PI)控制器的矢量控制相比,该策略避免了多次坐标变换,简化了控制算法;控制模型不存在耦合项和前馈补偿项,提高了系统的鲁棒性。仿真和实验结果表明所提控制策略性能良好,能显著改善V/v牵引供电系统电网侧电能质量。

铁路电能质量控制系统容量优化设计

针对铁路电能质量控制系统(RPQMS)容量优化问题,分析了优化补偿原理,推导了V/v牵引供电系统电网侧电能质量参数与RPQMS容量优化补偿系数和负载特征之间的数学关系,建立了以RPQMS补偿容量最小为目标函数、电能质量参数为约束条件以及容量优化补偿系数为决策变量的优化模型,采用微分进化算法(DE)得到了补偿系数的全局最优解和补偿容量的目标最小值,进而得到控制器最优给定值。仿真和实验结果表明,采用该方法可以在满足全负荷范围电能质量指标的同时获得综合最优补偿效果,显著减少RPQMS补偿容量。

不同控制方法下混合电源对配电网系统电能质量优化分析

目前分布式电源主要有风、光、储等形式,由于风电与光伏发电的波动性和不确定性,使得配电网系统的电能质量下降,如电压不稳定、谐波量过大等。根据风、光、储三种电源的自身特性,选择相应的控制模型,减小配电网系统的谐波量,提高电能质量。风力发电机发电功率随风能的变化而变化,ip-iq控制方法 能准确捕捉风能变化时风力发电机产生的电压高次谐波及负序电流等参量;光伏发电主要是由于电荷的定向移动而形成稳定的电极,实现太阳能电池板发电,电流电压双环控制方法能够灵敏地反映光伏发电时电荷的移动情况,更好地检测光伏发电的实时动态;功率控制方法 则能够及时地反映蓄电池充放电及负载用电情况。通过上述控制方法,以simulink为平台,组建分布式电源系统,分别对配电网系统处于电压稳定、三相电流不平衡以及电压突变、三相电流不平衡两种情况下进行系统仿真,对配电网系统、风力发电系统、光伏发电系统及负载端的总谐波量进行比较。结果表明,根据不同电源特性实施不同的控制方法 ,可以有效降低整体系统的谐波量,提高配电网系统的电能质量。同时还可有效抑制风、光发电系统自身的谐波量,使得风、光发电系统低压穿越能力得以提高,降低弃风弃光现象的产生。

电力系统自动化中的电能质量监测与控制

研究了电力系统自动化中的电能质量监测与控制方法,首先对电力系统的结构与功能、自动化技术的应用进行了概述,然后定义了电能质量的概念,并对电能质量的分类和监测方法进行了详细分析。其次,提出了电能质量的控制目标,分析了谐波控制、电压控制和电流控制等方法,并设计了相应的控制模型。最后,通过实验研究验证了所提方法的有效性,并对实验数据进行了分析。

分布式光伏对铁路电力供电系统电能质量影响研究

分析铁路区间不同基础设施与光伏发电组件结合的可行性,以及区间光伏发电容量测算和铁路消纳能力,建立光伏组件、贯通线、配电所、区间箱式变电站等仿真模型。针对光伏发电系统接入铁路10 kV综合负荷贯通线后电能质量不达标问题,提出两种解决方案,为光伏发电系统在铁路电力供电系统中的应用提供参考。

风电场直驱发电系统中的电能质量控制策略分析

本论文针对直驱风力发电系统中电能质量问题进行了深入的研究和分析,开篇阐明了风电场直驱发电系统当前存在的电能质量问题,分别是由于发电机的直接驱动和风速的不稳定导致的电能质量下降。因此,研究并提出了改进的电能质量控制策略,包括基于模糊逻辑的风速预测控制策略和基于相量控制理论的电气控制策略。运用合适的仿真平台对其进行了详细的仿真分析,并通过实际风电场的运行数据进行了验证。经过优化的电能质量控制策略不仅能保证风电场的稳定运行,提升电能的质量,还能有效提升风电场的经济效益。本研究的结果为直驱风力发电系统电能质量的提高与维护提供了有益参考。

官地煤矿供电系统电能质量治理装置研究

针对官地煤矿供电系统无功功率大、谐波污染严重,导致井下设备运行效率低下,甚至影响煤矿正常生产的问题,设计了电能质量治理装置,并完成仿真、实验以及实际应用。基于官地煤矿供电系统实际运行工况,选择采用并联电压型SVG补偿供电系统无功并进行谐波治理。该装置以TMS320F2812 DSP芯片为核心,并内嵌改进型电压外环控制算法、改进型电流内环控制算法。通过仿真,验证了该装置控制算法的正确性和有效性;实验测试验证了该装置能够实现负载电压、电流相位同步,并将总谐波畸变率降低至3.1%。实际应用结果表明,该装置能够有效补偿无功并进行谐波治理。

电力调度中的电能质量控制策略分析

阐述电力调度中的安全风险原因,提出调度安全管理措施,包括实施智能化调度支持系统、加强综合安全管理体系建设,并从合理调控无功电力、严格监督电压质量方面,探讨电能质量控制策略。

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。

基于RPC的光储接入牵引供电系统协调控制方法

为将光伏发电接入牵引供电系统进行有效利用,同时兼顾牵引供电系统电能质量改善及列车再生制动能量回收利用,提出了一种基于铁路功率调节器的光储系统接入牵引供电系统的协调控制方法.首先,搭建基于铁路功率调节器的光储系统接入牵引供电拓扑结构,并对其电能质量补偿机理进行理论分析;在此基础上,充分考虑光储系统的运行条件以及列车牵引、制动、空载或惰行工况,提出光储系统接入牵引供电的联合协调控制方法,实现了“光+储+荷”三者间的协调控制、牵引供电系统负序的动态补偿以及谐波的有效抑制;在RT-Lab实时仿真系统中建立了基于铁路功率调节器的光伏接入牵引供电系统仿真模型,并结合实际光照和牵引工况数据验证本文所提出的系统结构以及协调控制方法的有效性.结果表明:本文所提出的系统结构以及协调控制方法能够实现牵引供电系统中光储系统的有效接入,再生制动能量回收率提升至86.7%,功率因数提升6.4%,对谐波特别是高次谐波含有率有较大改善,满足光伏电能高效消纳及综合利用、电能质量动态综合补偿、再生制动能量回收多重需求.

计及再生制动能量回收和电能质量改善的铁路背靠背混合储能系统及其控制方法

为有效回收电气化铁路交流传动型机车产生的大量再生制动电能,同时兼顾改善牵引供电系统电能质量的目的,提出一种背靠背混合储能系统及其控制方法。首先,理论分析系统整体能量分配关系及优化补偿机理;然后,逐一提出混合储能系统目标出力值分配策略,含电能质量指标参数约束的背靠背变流器优化补偿数学模型及限幅功率动态调整的混合储能系统内部协调控制策略,共同构成该系统的复合优化控制方法;最后,基于预设工况及某牵引变电站典型日实测负荷数据,从功率流分配、电能质量改善效果、蓄电池/超级电容全时间段出力情况、不同储能混合度下的制动电能回收率等方面进行仿真分析与验证。结果表明:所提系统及其控制方法能够协调控制制动能量多向按需转移、存储和释放,实现了再生制动能量的合理利用;能够有效降低系统侧负序电流、提高平均功率因数;同时,不同储能介质间能够进行合理的功率分配,有利于提高混合储能系统供电可靠性及长期稳定运行的能力。

混合能源发电系统中的电能质量控制策略

混合能源发电系统是一种结合多种能源形式的电力系统,具有环保高效和可持续发电等优势。然而,系统运行过程中会产生电压波动、频率变化、谐波扰动等问题,不仅会影响电力系统的稳定性和安全性,还会对电力设备的寿命和性能产生负面影响。文章对混合能源发电系统中可能存在的电能质量问题进行了分析,设计了针对混合能源发电系统的电能质量控制策略,包括多能源协调控制、智能电网管理系统、故障检测与自动切换控制等,并对电能质量控制策略的实际应用效果进行了评估分析,以期为混合能源发电系统中的电能质量控制及相关领域的研究和应用提供有益的参考。

基于静止无功发生器的双流制牵引供电系统控制策略

基于静止无功发生器的双流制牵引供电系统可用于交直流供电系统并存的供电区段,也能为多制式机车提供出厂试验,减少供电设备,提高效率,并解决以负序为主的电能质量问题。提出双流制供电系统的结构,根据负荷的运行工况分别研究2种运行方式的基本原理,构建负序补偿数学模型并推导静止无功发生器容量的计算式。基于瞬时无功理论,研究该方案中静止无功发生器的控制策略。搭建仿真模型,仿真结果表明在不同的负荷运行工况下,双流制供电系统既能为交流负荷和直流负荷提供运行功率,也能对公共连接点处的负序进行治理,验证了补偿方案的正确性与可行性。

铁路统一电能质量控制系统及其工程运行分析

对电气化铁路中应用的统一电能质量控制系统(UPMS)进行了分析。介绍了统一电能质量控制系统的组成及各部件的功能,阐述了其工作原理,并对电气化铁路工程应用进行了详细的现场电能质量测试。测试结果表明,统一电能质量控制系统大大降低了电气化铁路注入到电网中的谐波与负序电流,提高了供电侧的功率因数,且降低了铁路供电臂的电压波动,提高了铁路注入电网的电能质量。

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。

新型高速铁路电能质量补偿系统及参数设计

针对高速电气化铁路牵引供电系统由于不平衡负荷和整流引起的电网较大负序和谐波电流的电能质量问题,提出一种基于铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)的新型电能质量补偿系统,详细介绍和分析了该新型补偿装置的拓扑结构和负序补偿原理,并对该新型结构的主电路参数设计方法进行讨论。最后根据高速铁路的实际运行情况,运用文中的参数设计方法设计参数,搭建仿真模型。仿真结果证明了新型电能质量补偿装置补偿原理及其参数设计方法的正确性。

主动配电网系统负荷控制与电能质量监测

主动配电网系统是适应分布式电源接入进行主动控制与管理的新型配电系统.分析主动配电网系统的可中断负荷特性;基于智能计量技术和通信技术建立柔性负荷控制模型,提出负荷控制策略;并针对主动配电系统电能质量恶化问题,研究基于负荷终端的电能质量在线监测技术,提出基于HHT的电能质量检测方法;主动配电网系统实例仿真分析结果验证了该负荷控制和电能质量监控技术的优越性.

新型电气化铁路电能质量管理系统

为改善高速牵引系统电能质量及运行效率,提出一种新型电气化铁路电能质量管理系统。依托于常规背靠背电气化铁路电能质量治理装置,将回馈工况与牵引工况统一归入电能质量补偿范畴,解决了一次侧功率因数低、电流不平衡度高等基波电能质量问题。将机车回馈能量送至电网或其他机车利用,避免了使用能耗电阻引起的不必要损耗或增大投资安装储能装置。基于实测数据,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型。仿真结果表明,系统运行后三相电流不平衡度明显减小,功率因数有大幅提高,明显改善了一次侧的电能质量。同时,机车回馈工况下的能量可为其他牵引工况机车所利用,提高了系统运行效率。

基于模块化结构的电气化铁路统一电能质量控制器

提出了2种基于模块化结构的铁道统一电能质量控制器主电路拓扑,2种拓扑交流侧均采用链式结构,具有良好的谐波特性。针对链式结构变流器存在的直流电压平衡问题,建立了所述拓扑中电容电压的数学模型,并对现有各种直流电压平衡控制策略的优缺点及存在有功功率双向流动的背靠背变流器的适用性进行了分析。结果表明,电容电压中的直流分量分别与吸收和发出有功功率侧变流器的调制比成正相关和反相关的关系。最后,给出了铁道统一电能质量控制器装置级控制策略,并通过仿真实例证明了所述拓扑和控制策略的正确性。

基于YNVD平衡变压器的电气化铁路电能质量管理系统

提出了一种基于YNVD平衡变压器的电气化铁路电能质量管理系统。该系统利用YNVD平衡变压器二次三角连接侧可引出三相抽头,连同二次V形连接侧安装的耦合变压器一起为单-三相背靠背变流器提供电气接口。相比于传统用于电气化铁路的背靠背变流器,该系统中使用的三相变流器比传统的单相变流器复杂,但该系统只需要1台耦合变流器,在一定程度上弥补了其不足之处。同时,三相变流器可以在c相桥臂开关发生故障时转变成单相变流器使用以保证系统补偿能力,而且可以在单相变流器故障情况下单独运行以保证系统补偿能力,所以该系统可靠性较高。根据理论分析搭建了MATLAB仿真模型及小容量原理样机,仿真和实验结果均验证了所提系统的有效性。