基于轨道交通供电系统双向变流装置分散补偿无功的技术与应用研究

在城市轨道交通建设中,一般采用在新建主变电所内设置无功补偿装置等方式进行无功补偿,受安装场地、环控通风及供电线路无功特点等影响,补偿装置前期安装容量不宜过大。本文结合大功率可控双向变流装置的系统特征和应用情况,对双向变流装置分散补偿无功的原理及控制策略进行了论述及研究。依据实际工程案例对轨道交通供电系统无功情况进行分析,同时对采用双向变流装置分散补偿无功的可行性以及其系统接入、容量选择等方面进行分析,现场测试数据表明双向变流装置能够分散补偿地铁供电系统中压网络产生的容性无功,可供同类线路设计参考。

含双向变流装置的城市轨道交通牵引供电系统研究进展

[目的]我国城市轨道交通线路传统的牵引供电系统大多采用二极管整流机组,该方式存在电能只能单向流动、再生制动能量无法回馈到供电系统等问题。可有效解决此问题的基于IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的双向变流装置已研制成功,并有应用案例。为了促进双向变流技术的进一步发展,需了解双向变流装置的研究进展。[方法]阐述了双向变流装置特点,整流/逆变双向变流技术概要及双向变流能量综合管理系统构架。分析了双向变流装置在国内外的应用现状,阐述了2个电压控制策略(恒压控制策略、下垂控制策略)的直流电压、电流输出外特性。介绍了既有的潮流计算算法,探讨了含双向变流装置的城市轨道牵引供电系统的算法要求。[结果及结论]双向变流装置在城市轨道交通供电系统中的成功应用,实现了列车的再生制动能量回馈,提高了整个供电系统的运行效率。

基于双向变流装置的城轨供电系统应用研究

城市轨道交通传统供电系统采用不可控整流及能量回馈装置的模式,为列车运行提供能量并实现制动能量的再利用,存在供电距离短、线路损耗大等问题。本文对双向变流装置在城轨供电系统的应用、运行模式进行探讨,搭建了具备供电网稳态潮流仿真计算功能的仿真平台,并以实际线路为基础,对双向变流装置的应用情况进行仿真验证,仿真结果表明,双向变流装置的应用在稳定直流网压、降低钢轨电位、提高制动能量利用率等方面效果显著。

含双向变流装置的城轨牵引供电系统协同供电潮流计算

双向变流装置可以有效抑制牵引变电所直流侧网压的波动,减小跨区间传输的电流,限制钢轨电位.鉴于电双向变流装置与整流机组的协同控制策略会对城轨牵引供电系统潮流产生直接影响,提出双向变流装置与24脉波整流机组协同供电的方案,分析该方案下牵引变电所的综合输出外特性;建立计及换流装置精确有功损耗的牵引变电所供电计算模型,并提出考虑滞环比较的多状态切换控制策略,实现含双向变流装置的城轨牵引供电系统协同供电潮流计算;通过与Simulink仿真结果对比,验证算法的有效性及准确性.以某地铁工程为例进行仿真,仿真结果表明:协同供电方案下,牵引网网压上升,全线上、下行钢轨电位最大值分别降低12.6%~15.6%、14.7%~17.5%,直流牵引供电系统损耗、系统综合成本最多可分别降低9.7%、1.17%;随着双向变流装置整流启动电压增大,部分牵引变电所的整流/逆变功率增大,直流牵引供电系统损耗先升高后降低,但钢轨电位变化不大.在实际工程中,双向变流装置的逆变启动电压一定时,适当提高其整流启动电压可以获得更佳的节能效果.

双向变流装置运行性能测试分析

目的:当前,在我国建设节约型城市轨道交通的背景下,需对城市轨道交通供电系统中车辆再生制动产生的电能利用问题进行研究。方法:以徐州地铁某含双向变流装置的实际线路为例,分析了整流机组与双向变流装置协同工作方案(整流+双向变流方案)的外特性,即恒压外特性和下垂外特性;对完全采用双向变流装置的方案(全双向变流方案)进行了运行性能实测分析;对含双向变流装置的车辆段进行了无功补偿分析。结果及结论:在恒压外特性下,随着启动电压从1550 V升至1650 V,相同条件下双向变流装置的整流输出功率有所增加,整流机组输出功率有所减小;当双向变流装置分别与12脉波及24脉波整流机组协同运行时,其整流输出功率依次减少;双向变流装置能代替整流机组独立运行,实现整流和逆变功能;当双向变流装置补偿的无功功率依次增大为0.50 Mvar、1.00 Mvar时,监测主所110 kV侧的容性无功功率均值依次减少了0.49 Mvar、1.00 Mvar,验证了双向变流装置无功补偿功能的有效性。

基于机网变流器协同的波浪发电系统控制策略

为实现波浪发电系统的高效平稳入网,以直驱式波浪发电装置为例,建立其数学模型和并网结构。将装置输出功率分解为平均分量和波动分量,从发电系统主动式控制的角度,进一步提出了阻尼控制和阻尼弹力控制下的最优策略,以使其高效运行。通过直流侧储能配置及机侧和网侧变流器的协同控制,实现电能的平稳入网。仿真结果表明,阻尼弹力控制较于阻尼控制,发电效率更高同时波动更大,直流侧储能及机网侧协同控制可有效平抑功率波动,为波浪发电系统的入网控制设计提供参考。

单相VSC系统宽频阻抗测量装置保护方案研究

宽频阻抗测量装置在获取单相VSC系统的阻抗特性中发挥着重要作用,由于阻抗测量装置需要接入系统进行能量交换,其自身应当具备合理的故障保护措施来保障装置和系统的运行安全。针对单相VSC系统阻抗测量装置的故障保护策略尚不完善,提出了一种单相VSC系统阻抗测量装置的故障保护方案。首先,选择了基于背靠背变流器结构的阻抗测量装置来研究保护策略;其次,分析了背靠背阻抗测量装置的特点及其对保护配置产生的影响,设计了适用于装置的保护方案;最后,基于Matlab/Simulink平台,通过几种典型的短路故障情形验证了所提出装置保护方案的可行性与有效性。

非隔离型低压柔性互联装置的低频地线环流产生机理及抑制策略

柔性互联装置是实现低压配电网潮流优化和新能源高效消纳的关键装备,有必要去除隔离变压器以提高效率和功率密度。但实际运行中面临严重的地线环流问题,恶化装置电能质量和安全稳定运行能力。为此,建立了低压配电网直接接地和变流器调制算法影响下非隔离型柔性互联装置地线环流分析数学模型,揭示了变流器共模电压注入、电网运行工况差异产生基波和三次谐波地线环流的机理。在此基础上,给出了一种闭环抑制方法,通过比例–多模谐振控制器对地线环流进行闭环控制,并通过改进的载波调制算法在逆变侧各桥臂中注入附加的共模电压信号,以维持双侧变流器的共模电压平衡,进而消除低频地线环流。控制器在环的半实物仿真结果表明,采用所提控制策略后,不同电网工况下非隔离型柔性互联装置的低频地线环流均得到充分抑制,有效提升了装置的电能质量和运行可靠性。

HT-7U装置极向场电源变流系统的研制

介绍了HT 7U极向场电源中所使用的变流系统,提出了一种新的四象限运行控制方法,解决了极向场电源设计和制造的难点。实现了15kA的有环流运行。

基于三电平变流器的智能充电装置研究

充电装置的高效性和稳定性要求随着电力车辆的普及而不断提高。研究了一种基于三电平的交流充电装置,除了具有参与网侧削峰填谷的功能,还能对用户侧产生的电能质量问题进行就地补偿。对于LCL型滤波器,通过数学建模的方法分析了其存在谐振峰值的理论依据,给出滤波电容串、并联电阻的阻尼控制框图,仿真和实验验证了有源阻尼控制方法对电流谐振和电压谐振的抑制效果显著。

晶闸管变流装置自动稳流与铝电解生产

晶闸管变流装置用于铝电解生产，还不甚普遍，本文概述了造成这种局面的主要原因，并针对变流技术的进展，以及国内铝厂使用晶闸变流装置的情况，认为铝厂采用晶闸管变流装置的条件已经成熟。文中着重分析了由于晶闸管变流装置能高精度地保持电解槽电流瞬时值的恒定，对铝电解生产带来的各种优良效果，及其能使铝电解生产指标获得大的改善，创造良好经济效益的根据，从而引出了当前铝厂应推广采用晶闸变流装置的必要性。

智能一体化电站变流装置逆变控制策略

"智能充放储一体化站"概念的提出较好地解决了电动汽车能源供给设施建设面临的成本、资源、管理等问题,多用途变流装置的高效运行是一体化站的核心与难点。本文提出了一种多用途变流装置设计方案,对其放电工作状态的控制策略展开了细致讨论。对多用途变流装置并联运行时因输出电压不对等而产生的环流问题进行分析,提出了基于功率均分的三相变流器的逆变运行控制策略,使得各并联变流器输出功率均等。利用PSCAD仿真平台建立模型,对多用途变流装置结构设计和控制算法进行了大量仿真,仿真结果表明该控制策略能实现并联变流器间的功率和电流的均等分配,有效解决变流器并联产生的环流问题,为智能充放储一体化电站建设打下了基础。

电动汽车充放储一体化站多用途变流装置工作特性分析

为了满足电动汽车充放储一体化站的运营要求,提出了一种新型的多用途变流装置拓扑结构,对该变流装置在充电、换电、半放电和全放电四种不同运行状态下的工作特性及控制方法进行了相应的分析和设计,运用EMTP、PSCAD等电力系统仿真软件对变流装置的各个运行方式进行仿真,通过对仿真结果的分析,验证了该多用途变流装置可对一体化站能量流动方式进行有效的支持,并在四种运行状态下均能实现很好的能量管理效果。

晶闸管变流器的一种电流监视装置

晶闸管变流器的一种电流监视装置ＴｈｅＣｕｒｒｅｎｔＤｅｔｅｃｔｉｎｇＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＴｈｙｒｉｓｔｏｒＣｏｎｖｅｒｔｅｒｓ淮南矿业学院王清灵，刘峻（淮南２３２００１）晶闸管交流装置与旋转变流器相比具有运行效率高，造价低以及维护方便等优点，其缺...

开关函数法用于变流装置的谐波分析

对于 12脉动变流设备产生的非正弦电压和电流 ,用开关函数法分析了其各次谐波的幅值和相位 ,并分别计算了谐波电流含有量和电流总谐波畸变率。分析研究还表明 ,储存环电源交流侧的电流高次谐波的频率是工频电源频率的(12 k± 1)倍 ,其幅值是基波幅值的 1/ (12 k± 1)

蓄电池充、放电装置中的PWMACDC变流器设计

针对蓄电池维护需要 ,研制了一种集充电、放电功能于一体的蓄电池充放电装置。该装置采用PWMAC DC变流器控制 ,实现了网侧电流正弦化及单位功率因数 ,从而大大减少了其对电网的谐波污染。回馈型放电模式 。

热管散热器在新型变流装置中的应用

针对传统的实体铝、铜散热器已经远不能满足大容量元件散热容量要求的现状,提出采用热管散热器的新思路,并阐述了热管的结构和特点。简要介绍了我国已利用热管开发的机车用新产品,预测热管散热器将有广泛的应用前景。

用8098单片机产生变流装置的驱动信号

利用 8 0 98单片机的高速HSI/HSO装置产生变流装置的各种驱动信号非常方便。与其它专用集成电路比较具有外围元件少、易于调试、功能多的优点。介绍了如何用80 98单片机产生半导体变流装置的驱动信号—包括变流器的驱动信号、PWM变换器的驱动信号以及逆变器的SPWM信号的原理和实现方法 ,给出了相应的硬件电路以及产生这三种驱动信号的程序流程框图。实验表明 ,信号的波型稳定。

变流技术设备的自然漏电流保护装置

用电路瞬态分析方法研究交流系统随直流系统漏电所产生的规律性变化。把直流系统的漏电问题放到交流系统去检测,找到了漏电保护的新途径。

面向暂态电压主动支撑的多功能并网变流器多模式柔性切换策略

基于并网变流器的电能质量治理装置在谐波电流治理、无功补偿等方面的性能优越,且设备可靠性高,但在解决暂态电压波动问题方面的能力有待进一步提升。基于此,提出一种面向电压主动支撑的多功能并网变流器(MF-GCC)及其多模式柔性切换策略。电网电压正常时,MF-GCC工作于并联补偿模式,实现网侧单位功率因数运行。在电网电压波动时,MF-GCC工作于串联补偿模式,实现电压补偿功能,维持敏感负载侧电压恒定。此外,对MF-GCC的并联与串联补偿模式切换过程进行详细分析,设置了有源功率器件的最优切换时序。仿真与实验结果验证了所提拓扑与控制策略的有效性和可行性。