基于电气化铁路牵引变电站的单相混合谐波补偿系统研究

基于电气化铁路牵引变电站的单相混合谐波补偿系统研究

一、基于电铁牵引变电站的单相混合型谐波补偿系统研究(论文文献综述)

聂慧[1](2020)在《基于RPC的牵引供电系统电能质量混合治理及H∞控制研究》文中进行了进一步梳理近年来,我国高速重载铁路得到了广泛的发展,运输效率得到了很大的提高。同时,电力机车对牵引功率的要求越来越高,冲击和电压波动也越来越严重。由于牵引供电系统本身是三相不对称负荷,电力机车是单相整流冲击负荷,产生大量谐波和负序,注入电力系统,导致电力系统电能质量下降,这给电力系统的稳定运行带来了很大的安全隐患。因此,研究牵引供电系统电能质量的混合控制对提高电气化铁路的电能质量具有积极意义。本文针对电气化铁道的电能质量问题,对牵引供电系统建模与仿真、牵引供电系统谐波及负序检测方法、基于RPC的牵引供电系统电能质量混合治理及H∞控制进行了详细的研究,并得到了一些具有工程意义的结论。论文主要从以下方面开展研究并取得了相应的成果:(1)分别对SS9型电力机车、CRH2型电力机车及两种机车混跑进行了仿真建模,详细分析了它们各自的谐波特征。分析了V/v、Scott、YNd11等不同接线牵引变压器的负序电流产生机理,并进行了仿真分析对比。仿真结果表明:两种机车混跑表现出新的谐波特征,2500Hz附近的谐波含量相对较高。牵引变压器的接线方式对系统谐波和电压不平衡度影响较小,但对电流不平衡度有较大的影响。(2)分析了FBD检测方法、PQ检测方法和ip-iq检测方法等三种谐波和负序电流的检测原理,分别对三种检测方法建立了相应的仿真模型,通过仿真详细比较了三种方法的检测效果。仿真结果表明:无论是谐波检测还是负序电流检测,FBD检测法优于ip-iq检测法和PQ检测法。(3)详细分析了RPC抑制谐波以及平衡负序的工作原理,推导了RPC综合治理谐波和负序电流的指令表达式,分析了基于直流电压PI控制及电流滞环控制的RPC综合治理方案。同时,建立了基于RPC的电能质量混合治理模型,仿真分析了仅一相供电臂有机车负载和两相供电臂均有机车负载情况下电能质量综合治理效果。仿真结果表明:基于直流电压PI控制及电流滞环控制方案的RPC对牵引供电系统电能质量混合治理有较好的效果。(4)针对综合治理系统的参数摄动,分析了RPC电能质量综合系统的H∞鲁棒控制方法,分别建立了基于混合灵敏度的H∞控制器和基于LMI的H∞控制器仿真模型,并与PI控制下的RPC综合治理方案进行了仿真对比。仿真结果表明:基于RPC系统的H∞控制器比PI控制器具有更强的鲁棒性。

吴肇恒[2](2019)在《Vv牵引供电系统电能质量综合治理技术研究》文中进行了进一步梳理受正向高速化发展的电气化铁路的影响,周边电网电能质量问题日益突出,这会对居民用电、工厂生产等造成效率和安全问题。因此治理电力牵引的电力污染问题是当今一重要课题。本文对治理电铁电能质量负序、无功、谐波的各种方法和原理进行了介绍分析,并以铁路功率调节器(RPC)为主要研究对象。具体内容如下:首先简述了铁路电力牵引基本结构,叙述目前牵引系统电力污染状况,分析交-直型及交-直-交型机车的电能质量,详述牵引系统中Vv联结变压器等几种变压器,比较了国内外不同的几种治理措施,如改进电网、加装铁路功率调节器(RPC)等。然后,本文的研究重点在Vv变压器下的铁路功率调节器,对其原理、特点、应用方法进行了分析研究,包含推导Vv变电气特征公式;从向量图分析RPC治理无功、负序的原理,建立完全补偿模型和不完全补偿时量化补偿程度的数学模型;分析治理负序、无功和谐波有源与无源混合方案;阐述无源LC滤波器的一般设计思路,并以一PQMS工程样机展示了RPC的实际应用效果。接着,介绍VSC的调制方式进行后,提出基于多绕组变压器耦合多重化RPC的载波移相调制(CPS-SPWM),展示了其能效于多倍开关频率及多电平变流器的特点,并用以双边傅里叶变换为基础的含贝塞尔函数的数学公式进行了SPWM及CPS-SPWM谐波描述,分析了CPS-SPWM较于SPWM能抑制大量谐波的原理,且进行了仿真验证。对RPC幅相控制策略的功率变化规律进行数学分析,其中考虑了VSC交流侧电抗及内阻,建立设备收发有功、无功与SPWM调制波参数的严谨数学关系式,揭示幅相控制下功率随参数变化规律及有功、无功耦合状况。分析介绍几种常见的控制后,建立基于PI控制器的幅相控制下的全RPC系统仿真模型,模型包含实时基于对负荷测量的补偿功率给定值计算、RPC有功无功PI控制环、BTBC直流电容恒定控制环。本文的作者发现RPC补偿效果未达到负序、无功的完全治理,于是对Vv-RPC治理电能质量的误差做了定性分析,也对传统补偿策略的不完美之处进行了剖析,提出传统控制方式存在一些缺陷,并为解决提出了基于幅相控制改进方案,设计了一种RPC两相对称的控制方式,且引入电网侧电能质量作补偿微调。最后,提出基于RPC的Vv-RPQMS原理样机,进行了BTBC串联电抗器、直流电容器等参数设计,搭建simulink模型进行全系统仿真。仿真验证了本文所述的CPS-SPWM调制、PI控制器及幅相控制等各种用于RPC的控制技术的可行性,证实了Vv-RPQMS装置的有效性,也验证了所提出的对称的、引入电网侧信息的新控制方法对更进一步改善电能质量中负序、无功问题的有效性。

朱娜[3](2019)在《高速铁路牵引供电系统谐波治理研究》文中指出随着高速铁路的快速发展,电力牵引负荷也在逐步增加,所带来的电能质量问题日益严重。电力牵引负荷为大功率、非线性负载,使得负载电流中的谐波和无功部分非常高,这不仅会对电力系统造成影响,还会造成电气设备的损坏以及电力机车无法正常运行。此外,谐波的存在还会干扰通讯线路。所以十分需要对高速铁路牵引供电系统的谐波问题进行治理。首先,本文通过对高速铁路牵引供电系统的谐波分析以及对现有谐波治理方法的对比,提出了适用于高速铁路的谐波治理方案,确定了经耦合变压器隔离的有源滤波器与无源滤波器串联的混合型有源滤波器滤波方式。其次,为了使混合型有源滤波器发挥更好的谐波治理效果,提高电能质量,确保电力系统运行的安全稳定性,对其谐波检测与控制方法进行研究。对比常用的几种谐波检测算法,选定自适应谐波检测算法,并提出了一种改进的变步长LMS自适应谐波电流检测算法。仿真结果表明,本检测算法收敛速度更快、稳态精度更高,适用于我国高速铁路运行工况。再者,通过对混合型有源滤波器的控制方法的分析,包括交流侧的谐波电流跟踪补偿控制方法和直流侧逆变电压稳定的控制方法,确定了适用的控制方法。最后,将整个混合型有源滤波器建模并应用于CRH2系列动车组实际运行状况进行仿真分析。结果表明,本文提出的治理方法可以更好地跟踪补偿谐波电流与控制电容端电压稳定。将谐波电流与电压都限制在国家规定的范围内,不仅可以保证高速铁路牵引网自身的安全性、可靠性,进一步的可以保证上一级变电站的正常运行和整个电网的安全与稳定。本论文有图49幅,表6个,参考文献77篇。

康祎龙[4](2019)在《电气化铁路牵引负荷接入电网对邻近风电场运行的影响机理及控制策略研究》文中指出随着电气化铁路的快速发展和风力发电技术的日益成熟,电气化铁路牵引负荷接入电网对邻近风电场运行的影响得到了广泛关注。电气化铁路牵引供电系统的单相供电方式会向电力系统注入大量的负序电流,同时电力机车特殊的传动方式会向电力系统注入大量的谐波电流,二者分别会引起电网电压的三相不平衡和谐波畸变等电能质量问题,威胁电力系统的安全稳定运行。由于风电场大都处于电网相对薄弱的末端,因此电气化铁路牵引负荷接入电网造成的电网电压不平衡和谐波畸变环境会影响邻近大规模风电场的可靠运行。本文计及电气化铁路牵引负荷和双馈风电场同时接入的电力系统,分析了电气化铁路牵引负荷接入电网对邻近双馈风电场运行的影响机理,为降低电气化铁路牵引负荷对双馈风电场运行的不利影响,提出了一种基于铁路功率调节器的改进滑模控制策略,显着改善了电气化铁路牵引供电系统的电能质量。同时,为提升双馈风力发电系统在不平衡电网电压下的运行能力,提出了一种双馈风力发电系统采用串联和并联网侧变换器的协调控制策略,在保证双馈风机正常运行前提下,提高了双馈风力发电系统的输出品质。本文主要的研究工作和成果如下:(1)搭建了电气化铁路牵引负荷和双馈风力发电系统的仿真模型,研究了电气化铁路牵引负荷接入电网对邻近双馈风电场运行的影响机理。首先,通过分析电气化铁路牵引负荷的数学模型,基于PSCAD/EMTDC搭建了含V/v牵引变压器和SS6B型电力机车的电气化铁路牵引负荷仿真模型,并进行了相关的仿真研究,揭示了电气化铁路牵引负荷运行中产生负序和谐波电流的主要原因;通过研究双馈风力发电系统的数学模型和控制策略,搭建了双馈风力发电系统的仿真模型,实现了双馈风力发电系统在理想电网电压条件下的稳定运行;最后,研究了电气化铁路牵引负荷的负序和谐波特性对邻近双馈风电场运行的影响机理,并搭建了电气化铁路牵引负荷和双馈风电场联合仿真模型,分析了电气化铁路牵引负荷接入电网引起的负序和谐波等电能质量问题对邻近双馈风电场运行造成的危害。(2)针对V/v牵引供电系统中存在的负序和谐波等电能质量问题,提出了一种能够对指令电流快速跟踪和精确补偿的铁路功率调节器控制策略。首先,分析了V/v牵引供电系统中负序和谐波的产生机理;其次,通过研究铁路功率调节器的拓扑结构和补偿原理,建立了铁路功率调节器主电路的数学模型,推导了以输出补偿电流为状态变量的控制方程;在此基础上,提出了一种基于改进滑模变结构的铁路功率调节器控制策略,实现了对铁路功率调节器补偿电流的精确跟踪,显着改善了V/v牵引供电系统的电能质量;最后基于PSCAD/EMTDC平台搭建了所提铁路功率调节器控制策略的仿真模型,验证了该控制策略的可行性和有效性。(3)为提升双馈风力发电系统在不平衡电网电压下的运行能力,提出了一种双馈风力发电系统采用串联和并联网侧变换器的协调控制策略。不平衡电网电压条件下,双馈感应发电机定、转子电流会出现不平衡现象,影响机组安全稳定运行,且系统输出功率产生2倍频波动。首先,通过分析双馈风力发电系统采用串联网侧变换器的运行机理,提出了以维持定子三相电压平衡为目标的串联网侧变换器控制策略,保证了风机定、转子三相电流平衡;在此基础上,通过分析并联网侧变换器在电网电压不平衡条件下的数学模型,推导并建立了并联网侧变换器在不平衡电网电压条件下2倍频功率的控制方程;计及串联网侧变换器产生的功率2倍频分量,提出了基于降阶谐振功率补偿器的并联网侧变换器控制策略,达到了同时抑制系统输出有功、无功功率2倍频波动的目的;最后基于PSCAD/EMTDC平台搭建了含所提控制策略的双馈风力发电系统仿真模型,验证了该策略的正确性和有效性。

祁瑒娟[5](2019)在《货运铁路牵引供电系统谐波分布特征与抑制策略研究》文中提出在电气化货运铁路中,以SS4G为代表的交-直型电力机车和HXD3为代表的交-直-交型电力机车现处于混合应用状态,且这种状态仍将维持较长时间。电力机车的安全运行需要牵引供电系统提供高质量的电能,而其自身非线性特点又是产生谐波的主要原因,且车载滤波支路不具备消除所有谐波成分的能力。因此,通过理论分析(主电路分析、数学建模、控制策略研究)和数字仿真验证(Matlab/simulink建模与仿真)相结合的方法,开展牵引供电系统谐波分布特征分析和滤波抑制策略研究具有重要的现实意义。论文以SS4G型和HXD3型电力机车为工程背景,以负荷电流为主要研究对象开展相关研究与分析工作,并提出25 kV直挂型有源滤波抑制方法。(1)根据SS4G型机车相控整流电路的工作特性和晶闸管触发角的工程计算方法,建立SS4G型机车的主电路物理模型,并通过仿真结果得到其谐波的分布特征;(2)根据HXD3型机车PWM整流器、电机驱动器和牵引电动机的工作原理与数学模型,建立HXD3机车主电路仿真物理模型,并通过仿真结果分析其谐波的分布特征;(3)设计25 kV直挂型有源滤波系统及其控制策略来消除谐波电流,保留基波电流,并对其抑制谐波能力进行仿真验证。最后,结合货运铁路实际运输状况,搭建同一牵引变电所两车并存下的牵引供电系统模型、机车电传系统模型和高压有源滤波系统模型,并进行联合仿真。仿真实验表明,本设计采用的25 kV直挂型有源滤波抑制方法不仅能够有效地补偿谐波电流,而且具有原理清晰、响应快速和可操作性强的优点。

公冶如晶[6](2018)在《基于STATCOM的电铁牵引供电系统谐波、负序补偿研究》文中提出随着铁路中长期规划的实施,电铁牵引供电系统对电网的影响越来越大。由于电力机车具有非线性和波动性,其运行时向电网注入大量谐波和负序,这将引起电网发生三相不对称,严重威胁公共电网的安全、稳定运行。因此,需采取有效补偿措施,以提高公共电网供电可靠性,同时保障牵引供电系统安全稳定运行。本文详细介绍了电铁牵引供电系统,其中包括牵引变压器、电力机车等重要组成部分,通过PSCAD仿真软件,搭建五种牵引变压器及三种机车仿真模型。同时,给出五种牵引变压器电流不平衡度数学模型,并对其进行三维仿真建模,分析了不同牵引变压器对负序的抑制效果。随后,将三种型号机车分别加入供电臂对称分布的牵引供电系统,通过FFT模块检测电压、电流畸变情况,分析牵引供电系统对电网的影响。结合实际情况,从机车数量、型号、工况方面,进行多场景仿真分析,由大量仿真数据可得,在一些场景下,公共连接点处谐波和负序较为严重。为了解决电铁牵引供电系统产生的谐波和负序问题,本文将应用于柔性交流输电的静止同步补偿器(STATCOM)应用于电气化铁路中,通过对单一型号机车对称分布和多场景进行仿真分析,仿真结果验证静止同步补偿器(STATCOM)可以用于电铁牵引供电系统谐波抑制和负序补偿。为了比较补偿效果,本文对牵引供电系统传统补偿装置—静止无功补偿器(SVC)进行仿真建模,将SVC补偿效果与STATCOM补偿效果进行比较。仿真结果显示,STATCOM可以有效补偿谐波和负序,且效果更佳,本文为实际工程应用提供了有效参考依据。

邱文辉[7](2017)在《电气化铁路混合型有源电力滤波器的研究与设计》文中研究说明随着我国电气化铁路进程的不断推进,所带来的电能质量问题日益严重,主要表现为负载电流中谐波电流和无功电流含量高,不仅会损坏电气设备、对电力机车正常运行造成影响,还会干扰通讯线路,对电网造成污染。本文依托石家庄铁道大学承接的河北省教育厅重点项目《轨道车辆自适应谐波抑制装置研究》,研究了适用于电气化铁路谐波补偿的混合型有源电力滤波器,并对谐波检测、控制策略、软硬件设计等关键技术进行了研究。首先分析了有源滤波器的基本原理和几种典型的拓扑结构,结合电气化铁路负荷的特性,确定了APF经耦合变压器与无源滤波器串联后并入电网的拓扑结构。利用等效电路研究确定了检测负载侧谐波电流的控制方式,并给出了APF参数的设定方法。其次研究了单相电路的谐波检测算法,利用MATLAB建立了电力机车电流源模型,并对谐波检测算法进行了仿真。随后在基于有功电流分离的谐波检测法的基础上进行了改进,并仿真验证了改进后的谐波检测算法检测速度更快,更适合电气化铁路谐波检测。再次研究了混合型APF的控制策略,即电流跟踪控制方法和直流侧电压控制方法,并仿真验证了两种控制方法的可行性。随后对整个混合型APF系统进行了仿真,证明了其具有良好的谐波补偿性能。最后完成了以TMS320F2812芯片为控制中心的APF软硬件设计,其中信号采集电路采用的是AD芯片ADS8556;并在实验室搭建了样机进行试验,结果验证了拓扑结构、检测算法和控制策略的正确性。本文取得了一些研究成果,具有一定的理论价值和实际意义,并针对不足提出了下一步的研究和改进方向。

马杰[8](2017)在《电铁牵引负荷对风电场运行特性影响研究》文中认为近年来,随着电气化铁路的蓬勃发展,极大地促进了国民经济的快速发展,在给人们出行带来便利的同时也引发了一些问题。由于电力机车采用交—直型或交—直—交型传动方式且是单相供电,因此其将会注入供电电网大量负序和谐波分量,其冲击电流的负序分量能达到稳态时的几倍,将会影响到电网的安全稳定运行。随着电气化铁路里程数和辐射范围的不断增加,部分铁路会出现穿越风场的现象,即电铁牵引负荷和风电场存在集中接入的可能。风电场一般地处偏远地区,电网建设较为薄弱,抗干扰能力较差,而风机对并网点处电能质量要求较高,若并网点处三相不平衡度和谐波含量超过风电场正常运行标准时,将会影响到风电机组的运行特性。在我国冀北地区就存在电铁牵引负荷与风电场集中接入的情况,随着张唐铁路、张呼铁路、兰旗铁路、京张铁路的电铁牵引站的相继投运,电铁牵引负荷对风电场正常运行特性的影响也会日益严重。因此,本文研究的目的在于考虑牵引变电所与风电场接入同一并网点条件下,电铁引起的电能质量问题对风电场运行特性的影响。本文首先通过理论分析得出电力机车产生谐波和负序的主要原因,并详细分析了谐波和负序对双馈风机运行特性的影响;其次,通过对张家口与承德地区典型变电站的电能质量测试,以考察冀北地区电铁的接入对地区电网及风电场的影响;最后,基于PSCAD仿真平台,建立包含电力机车、地区电网、风电机组等在内的数字仿真模型。通过仿真分析电力机车在不同牵引工况下,引起电网侧的负序、谐波等电能质量问题,传输至风电场并网点后,对风电机组正常运行特性的影响,包括风机的输出特性以及变频器直流侧电压等。因此,有必要深入研究电铁牵引负荷对风电场运行特性的影响,为地区电网的规划建设以及生产运行提供合理化建议,具有一定实际意义。

席佳伟[9](2016)在《电气化铁路对榆林电能质量的影响分析与治理》文中提出随着我国铁路建设的快速发展,电气化铁路的建设也随之加快,电气化铁路是我国交通运输体系中的重要环节,也是促进我国经济、社会发展的重要保障。然而,受到电力机车负载非线性、冲击性、三相分布不对称性的影响,在电力机车运行中将会给电力系统带来谐波、电压波动、负序电流等相关的电能质量问题,在一定程度上影响牵引供电经济运行,也导致了上一级电力系统供电质量进一步下降。因此,需要采用必要的治理措施,来实现对电气化铁路电能质量进行有效的治理,来确保电力机车安全运行,牵引供电系统可靠稳定。结合电气化铁路运行特点,首先详细地分析牵引负荷特性,找出影响其供电系统的电能质量的主要因素。其次,结合榆林地区供电的实际情况,建立起电气化铁路供电系统数学模型,进一步分析电气化铁路对榆林地区的电网电能质量影响。第三,通过分析得出电气化铁路中各负载对电网电能质量的影响,从而设计滤波器改善电网的电能质量。最后,提出改善因电力机车所导致电网谐波、负序电流治理建议。

周末[10](2016)在《基于三相四开关变流器的电气化铁路有源补偿研究》文中进行了进一步梳理随着大功率交-直型与交-直-交型电力机车的大量使用,我国电气化铁路谐波、无功、负序等电能质量问题尤为突出。APF(Active Power Filter,有源电力滤波器)作为保障电气化铁路稳定、高效、安全运行的重要手段之一,可以对电气化铁路存在的电能质量问题起到综合补偿作用,是目前治理电气化铁道谐波污染的较好方案,因此研究APF对电气化铁路电能质量的改善具有重要意义。本论文针对以上背景展开如下研究:(1)对APF的常见拓扑结构进行分析,提出采用三相四开关变流器作为并联型APF主电路。分析其工作原理与数学模型,为其实现对谐波、无功及负序电流的补偿奠定了基础,并为后文中控制策略的选择及设计研究提供理论基础。(2)谐波检测算法对APF性能起决定作用。本文在分析两类机车谐波特性后,选择了在电网电压不平衡或畸变的情况下,仍然可以实现高精度检测的同步基波旋转坐标系检测法,此外这种方法无需锁相环,可提高谐波检测速度及精度。(3)为了提高APF的补偿能力,采用两类基于内模原理的高精度电流跟踪控制策略,包括VPI(Vector Proportional Integral,矢量比例积分)控制器与重复控制器。VPI控制作为一种选择性谐波补偿技术可以提高APF的灵活性和适应性,同时减少控制器的计算量。根据其选择性的特点,提出基于VPI控制的无谐波检测补偿技术,省略补偿电流检测及计算环节,降低成本并提高动态响应性能。为了使控制器更加简化,研究基于重复控制器的电流跟踪控制策略。论文给出重复控制器的设计方法,并对其进行了动态、稳态性能分析。在理论研究的基础上,通过MATLAB仿真验证了两种控制器的有效性。(4)当APF运用于电气化铁路这种中压大功率场合时,多电平拓扑结构可以显着提高APF的补偿性能。MMC(Modular Multilevel Converter,模块化多电平变流器)因具有结构模块化易于扩展、所需元件少等优点而具有广泛应用前景。在分析基于MMC技术的APF的工作原理及数学模型与CPS-SPWM(Carrier Phase Shifted-SPWM,载波移相脉宽调制)技术后,通过MATLAB仿真验证了该结构的优越性。

二、基于电铁牵引变电站的单相混合型谐波补偿系统研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于电铁牵引变电站的单相混合型谐波补偿系统研究(论文提纲范文)

(1)基于RPC的牵引供电系统电能质量混合治理及H∞控制研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 牵引供电系统电能质量混合治理的研究现状
        1.2.2 H∞控制方法的研究现状
    1.3 主要研究内容和章节安排
第二章 牵引供电系统建模与仿真分析
    2.1 电力机车建模与仿真
        2.1.1 SS9型电力机车建模与仿真分析
        2.1.2 CRH2型电力机车建模与仿真分析
        2.1.3 SS9型和CRH2型电力机车混跑建模与仿真分析
    2.2 不同接线牵引变压器的负序电流分析
        2.2.1 基于V/v牵引接线变压器的网侧负序电流产生机理
        2.2.2 基于YNd11牵引接线变压器的网侧负序电流产生机理
        2.2.3 基于Scott牵引接线变压器的网侧负序电流产生机理
        2.2.4 三种接线变压器负序仿真对比
    2.3 本章小结
第三章 牵引供电系统谐波及负序检测方法的对比研究
    3.1 FBD检测方法的基本原理
    3.2 PQ检测方法的基本原理
    3.3 ip-iq检测方法的基本原理
    3.4 三种检测方法的仿真对比
    3.5 本章小结
第四章 基于RPC的电铁电能质量混合补偿研究
    4.1 基于RPC的电能质量混合治理的基本原理
    4.2 基于RPC电能质量混合治理的电流检测与控制策略
        4.2.1 指令电流的检测
        4.2.2 控制策略的分析
    4.3 基于RPC的电能质量混合治理仿真分析
        4.3.1 仅一相供电臂有机车负载仿真分析
        4.3.2 两相供电臂均有机车负载仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 基于RPC电能质量混合治理的H∞控制研究
    5.1 H∞控制理论简介
        5.1.1 标准H∞控制器
        5.1.2 H∞控制器的求解方法
    5.2 基于混合灵敏度H∞控制的RPC电能质量混合治理研究
    5.3 基于LMI H∞控制的RPC电能质量混合治理研究
    5.4 本章总结
第六章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢

(2)Vv牵引供电系统电能质量综合治理技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 铁路运输的发展历史
        1.1.2 电铁存在的电能质量问题及案例
    1.2 交流牵引统及其供电方式
    1.3 国内外治理及研究状况
    1.4 本文主要研究内容及工作
第2章 牵引供电电能质量特点及一些现有治理措施
    2.1 牵引变压器
        2.1.1 Vv接线变压器
        2.1.2 Scott接线变压器
        2.1.3 阻抗匹配平衡变压器
    2.2 铁路牵引负载对电网系统的影响
        2.2.1 交-直型电力机车及其电能质量
        2.2.2 交-直-交型电力机车及其电能质量
    2.3 铁路电能质量一些现有治理方法
        2.3.1 改进电铁牵引系统本身
        2.3.2 电气化铁路加装补偿电路或装置
    2.4 本章小结
第3章 Vv-RPC的原理研究
    3.1 铁路牵引Vv变的电气特点分析
    3.2 Vv-RPC的无功与负序治理基本原理
    3.3 Vv-RPC补偿程度量化模型
        3.3.1 RPC补偿的目标
        3.3.2 补偿程度量化数学模型
    3.4 电气化铁路牵引系统谐波治理
        3.4.1 RPC作为有源滤波器
        3.4.2 RPC系统加装无源滤波器
    3.5 本章小结
第4章 Vv-RPC控制方案研究
    4.1 PID控制器
    4.2 RPC变流器的调制分析
        4.2.1 VSC单元的调制分析
        4.2.2 多重化RPC及多载波调制技术
        4.2.3 SPWM与 CPS-SPWM的谐波分析
        4.2.4 载波移相调制仿真
    4.3 RPC综合控制方法
        4.3.1 RPC变流器在SPWM调制下的功率
        4.3.2 幅相控制方法于RPC中的应用及分析
    4.4 PQMS工程样机
        4.4.1 变电站基本状况及PQMS参数
        4.4.2 变电站电能质量及治理效果
    4.5 Vv-RPQMS小型样机设计及仿真
        4.5.1 模型电路参数设计及仿真模型搭建
        4.5.2 全系统运行仿真
    4.6 对称且引入网侧信息作微调改善电能质量的控制方案
        4.6.1 传统方法不足之原因分析及控制方案改进
        4.6.2 改进方案前后仿真对比
    4.7 本章小结
结论
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间获得的研究成果
致谢

(3)高速铁路牵引供电系统谐波治理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文研究内容
2 高速铁路牵引供电系统谐波治理分析
    2.1 谐波治理标准
    2.2 高速铁路牵引供电系统谐波分析
        2.2.1 高铁牵引供电系统结构
        2.2.2 高铁牵引供电方式
        2.2.3 高铁牵引负荷分析
        2.2.4 高铁谐波特点分析
    2.3 高速铁路谐波治理方法研究
        2.3.1 高铁的谐波治理方法分析
        2.3.2 有源电力滤波器
        2.3.3 并联型混合有源滤波器结构分析
    2.4 本章小结
3 谐波检测与控制方法研究
    3.1 谐波检测方法研究
        3.1.1 谐波检测方法
        3.1.2 自适应谐波电流检测原理
        3.1.3 变步长LMS自适应算法
        3.1.4 一种改进的变步长LMS自适应谐波检测算法
        3.1.5 改进后LMS自适应算法性能分析
        3.1.6 改进后LMS自适应算法仿真分析
    3.2 控制方法研究
        3.2.1 指令电流跟踪控制方法
        3.2.2 直流侧电压控制方法
        3.2.3 控制方法仿真结果分析
    3.3 本章小结
4 仿真分析
    4.1 混合有源滤波器主要参数设置
        4.1.1 无源滤波电路
        4.1.2 有源滤波电路
    4.2 仿真模块介绍
        4.2.1 高铁牵引供电系统模块
        4.2.2 无源滤波器模块
        4.2.3 有源滤波器模块
    4.3 仿真结果分析
        4.3.1 补偿前牵引网侧谐波分析
        4.3.2 采用无源滤波器后网侧电流波形及其FFT分析
        4.3.3 投入混合型APF后的网侧电流波形及其FFT分析
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
学术论文数据集

(4)电气化铁路牵引负荷接入电网对邻近风电场运行的影响机理及控制策略研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 课题研究现状
    1.3 本文的主要工作
2 电气化铁路牵引供电系统建模及仿真分析
    2.1 概述
    2.2 电气化铁路牵引供电系统拓扑结构
    2.3 电气化铁路牵引供电系统工作原理及建模
    2.4 电气化铁路牵引供电系统仿真分析
    2.5 本章小结
3 双馈风力发电系统建模及仿真分析
    3.1 概述
    3.2 双馈风力发电系统拓扑结构
    3.3 双馈风力发电系统数学模型
    3.4 双馈风力发电系统控制策略
    3.5 双馈风力发电系统仿真分析
    3.6 本章小结
4 电气化铁路牵引负荷接入电网对邻近风电场运行的影响机理研究
    4.1 概述
    4.2 电铁牵引负荷引起的电网电压不平衡对邻近风电场运行的影响
    4.3 电铁牵引负荷引起的电网电压畸变对邻近风电场运行的影响
    4.4 含电铁牵引负荷和风电场的电力系统仿真分析
    4.5 本章小结
5 基于铁路功率调节器的牵引供电系统电能质量综合控制策略研究
    5.1 概述
    5.2 铁路功率调节器拓扑结构及补偿原理
    5.3 基于改进滑模变结构的铁路功率调节器电能质量综合控制策略
    5.4 仿真分析
    5.5 本章小结
6 提升不平衡电网电压下双馈风力发电系统运行能力的控制策略研究
    6.1 概述
    6.2 双馈风力发电系统采用串联网侧变换器的拓扑结构
    6.3 不平衡电网电压下串联网侧变换器的控制策略研究
    6.4 不平衡电网电压下并联网侧变换器的控制策略研究
    6.5 仿真分析
    6.6 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文和专利目录
附录2 攻读硕士学位期间参与的科研项目

(5)货运铁路牵引供电系统谐波分布特征与抑制策略研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及存在的问题
    1.3 本论文的课题来源及创新点
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 技术创新点
    1.4 论文的主要内容及章节安排
第二章 SS_(4G)型电力机车建模与谐波特性分析
    2.1 SS_(4G)型电力机车的工作原理
    2.2 晶闸管的触发角α的计算方法
    2.3 SS_(4G)型电力机车的主电路建模与仿真分析
        2.3.1 主电路建模
        2.3.2 仿真分析
    2.4 本章小结
第三章 HX_D3 型电力机车建模与谐波特性分析
    3.1 HXD3 电力机车的工作原理
    3.2 HXD3 电力机车的数学模型及控制策略
        3.2.1 单相PWM整流器的数学模型及控制策略
        3.2.2 牵引三相异步电机的控制策略
    3.3 HXD3 电力机车的主电路建模与仿真分析
        3.3.1 主电路建模
        3.3.2 仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 高压直挂型有源滤波系统的设计与控制策略
    4.1 有源滤波系统方案
    4.2 单相全桥级联型有源滤波系统工作原理分析
    4.3 单相全桥级联型有源滤波系统的主电路设计
        4.3.1 功率单元数计算
        4.3.2 补偿容量设计
        4.3.3 直流侧储能电容设计
        4.3.4 交流侧电感设计
    4.4 单相全桥级联型有源滤波系统的控制策略
        4.4.1 输出电流控制策略
        4.4.2 级联模块电容电压控制策略
    4.5 仿真分析
    4.6 本章小结
第五章 典型运行工况下的联合硬件在环仿真
    5.1 硬件在环联合仿真模型
    5.2 仿真结果与分析
        5.2.1 同一牵引变电站下的两台SS_(4G)同时运行
        5.2.2 同一牵引变电站下的两台HXD3 同时运行
        5.2.3 同一牵引变电所下的一台SS_(4G)和一台HXD3 同时运行
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果

(6)基于STATCOM的电铁牵引供电系统谐波、负序补偿研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景意义
    1.2 研究现状
    1.3 论文所做的主要工作
2 电铁牵引供电系统
    2.1 牵引供电系统简介
    2.2 牵引变压器原理及仿真建模
    2.3 电力机车原理及仿真建模
    2.4 本章小结
3 电铁牵引供电系统对电网的影响
    3.1 谐波和负序特征及指标
    3.2 牵引供电系统电流不平衡度分析
    3.3 牵引供电系统谐波、负序仿真分析
    3.4 本章小结
4 电铁谐波与负序治理及仿真分析
    4.1 基于SVC综合补偿治理及仿真分析
    4.2 基于STATCOM综合补偿治理及仿真分析
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者从事科学研究和学习经历简介
攻读硕士期间主要成果

(7)电气化铁路混合型有源电力滤波器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 牵引供电系统的负荷特性及其谐波危害
    1.3 电气化铁路电能质量治理研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 论文的课题来源及章节安排
第二章 适用于电气化铁路的混合型有源电力滤波器研究
    2.1 有源电力滤波器的原理
    2.2 有源电力滤波器的分类
        2.2.1 串联型有源电力滤波器
        2.2.2 并联型有源电力滤波器
        2.2.3 混合型有源电力滤波器
    2.3 适合牵引供电系统的混合型有源滤波器整体方案设计
        2.3.1 适合牵引供电系统的混合型有源滤波器结构
        2.3.2 混合型有源滤波器控制方式的研究
    2.4 有源滤波器参数设计
        2.4.1 直流侧电容电压和电容容量
        2.4.2 交流侧输出滤波器
        2.4.3 电力电子器件的选取
        2.4.4 有源滤波器容量
    2.5 无源滤波器参数设计
        2.5.1 单调谐滤波器
        2.5.2 高通滤波器
    2.6 本章小结
第三章 适用于电气化铁路的谐波检测算法研究
    3.1 适用于电气化铁路的谐波检测算法
        3.1.1 常用的谐波电流检测方法
        3.1.2 谐波检测方法的比较
        3.1.3 基于瞬时无功功率理论的谐波检测算法
        3.1.4 基于有功电流分离法的谐波检测算法
    3.2 电力机车负载电流源模型的建立
    3.3 对谐波电流检测算法进行仿真
    3.4 一种改进的谐波检测算法及其仿真
    3.5 检测算法改进前后的比较
    3.6 本章小结
第四章 APF控制策略研究及系统仿真
    4.1 电流跟踪控制策略
        4.1.1 典型的电流跟踪控制方法
        4.1.2 两种电流跟踪控制方法的比较
        4.1.3 滞环比较控制法的仿真
    4.2 直流侧电压控制策略
        4.2.1 直流侧电压控制
        4.2.2 直流侧电压控制的仿真
    4.3 系统的仿真实验
        4.3.1 系统仿真模块介绍
        4.3.2 补偿前的电流波形及其FFT分析
        4.3.3 投入混合型APF后的电流波形及其FFT分析
        4.3.4 补偿前后的仿真结果比较
    4.4 本章小结
第五章 软硬件设计与样机实验
    5.1 APF硬件设计
        5.1.1 APF硬件控制系统总体方案设计
        5.1.2 信号采集电路
        5.1.3 过零检测电路
        5.1.4 驱动电路
        5.1.5 保护电路
    5.2 软件设计
        5.2.1 系统软件整体设计
        5.2.2 主程序
        5.2.3 中断程序
    5.3 APF样机实验
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

(8)电铁牵引负荷对风电场运行特性影响研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电力机车模型及仿真研究现状
        1.2.2 电铁对风电场运行特性影响研究现状
        1.2.3 电铁引起电能质量问题的治理措施研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 牵引供电系统及其对风电场的影响
    2.1 电气化铁路牵引供电系统
    2.2 牵引变压器接线方式
        2.2.1 单相牵引变电所
        2.2.2 三相YNd11联结牵引变电所
        2.2.3 三相—两相牵引变电所
    2.3 机车类型
    2.4 电铁牵引负荷对风电场的影响
        2.4.1 并网点三相不平衡对双馈风机的影响
        2.4.2 并网点谐波畸变对双馈风机的影响
    2.5 本章小结
第三章 基于实测数据分析电铁对电网及风电场影响
    3.1 大秦铁路典型牵引站测试
        3.1.1 东城乡牵引站典型时段电能质量分析
        3.1.2 三马坊变电站典型时段电能质量分析
        3.1.3 西城站典型时段电能质量分析
    3.2 张唐铁路典型牵引站测试
        3.2.1 塔黄旗东牵引站典型时段电能质量分析
        3.2.2 潮河变电站典型时段电能质量分析
        3.2.3 骆驼沟风电场电能质量分析
    3.3 本章小结
第四章 电铁对风电场运行特性影响仿真分析
    4.1 电铁与风电场仿真模型简介
        4.1.1 牵引供电部分模型
        4.1.2 双馈风电机组模型
    4.2 电铁不同牵引工况下仿真分析
        4.2.1 一台机车不同速度运行
        4.2.2 一台机车发生负荷波动
        4.2.3 一台机车不同载重时运行
        4.2.4 不同数量机车运行
        4.2.5 不同类型机车组合
    4.3 电铁负载的负序对风电机组的影响
        4.3.1 电气距离与风机不平衡电流的关系
        4.3.2 风电厂出力与风机不平衡电流的关系
    4.4 电铁负载的谐波对风电机组的影响
        4.4.1 电气距离与风机谐波电流的关系
        4.4.2 风电场出力与风机谐波电流的关系
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位论文期间发表的学术论文和参加科研情况
致谢

(9)电气化铁路对榆林电能质量的影响分析与治理(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 电气化铁路的发展
    1.2 牵引供电系统的发展
    1.3 研究背景和意义
    1.4 国内外研究现状
    1.5 本课题主要研究内容
2 电气化铁路供电系统及其负荷特点
    2.1 电气化铁路的供电系统
        2.1.1 牵引站电源侧的供电方式
        2.1.2 牵引站牵引侧的供电方式
    2.2 牵引变压器的类型及特点
        2.2.1 牵引变压器的接线形式
        2.2.2 牵引变压器的特点分析
    2.3 电铁牵引负荷的特点
    2.4 牵引变电所端口电气量变换关系
        2.4.1 端口电气量通用变换关系
        2.4.2 常用接线的变换关系
    2.5 负序和谐波的考核标准
        2.5.1 负序考核的指标
        2.5.2 谐波的考核指标
    2.6 负序计算
        2.6.1 牵引负荷的基波特性
        2.6.2 不平衡度计算
    2.7 谐波计算
        2.7.1 牵引负荷谐波特性
        2.7.2 谐波含有率和畸变率的计算
    2.8 电气化铁路对电网的影响
    2.9 本章小结
3 电气化铁路对榆林电网电能质量的影响
    3.1 榆林地区电网的结构及概况
    3.2 电气化铁路供电系统数学模型
        3.2.1 榆林牵引网供电方式
        3.2.2 牵引变压器模型
        3.2.3 牵引变电站的换相连接
    3.3 榆林电网谐波潮流计算
        3.3.1 榆林电网基波潮流计算
        3.3.2 榆林电网谐波潮流计算
        3.3.4 k次谐波导纳矩阵Yk的形成
        3.3.5 榆林电网谐波潮流计算结果
    3.4 榆林电网电力机车引起的谐波和负序分析及治理建议
        3.4.1 榆林电网电力机车引起的谐波和负序分析
        3.4.2 榆林电网电力机车引起的谐波和负序的治理建议
    3.5 本章小结
4 电能质量综合治理方案及相关仿真
    4.1 滤波器设计
        4.1.1 滤波器的原理及特点
        4.1.2 滤波器的参数计算
    4.2 SVC设计
        4.2.1 FC+TCR型SVC结构及原理
        4.2.2 SVC的参数计算
    4.3 牵引变压器对电网的影响分析
        4.3.1 单相V/V接线牵引变压器对电网的影响分析
        4.3.2 阻抗平衡牵引变压器对电网的影响分析
        4.3.3 Y_d11接线的牵引变压器对电网影响分析
        4.3.4 Scott接线的牵引变压器对电网影响分析
    4.4 谐波治理的仿真
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录

(10)基于三相四开关变流器的电气化铁路有源补偿研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电气化铁路的电能质量问题及治理
        1.2.1 电气化铁路的电能质量问题
        1.2.2 电能质量相关标准
        1.2.3 电气化铁路电能质量治理方案
    1.3 电气化铁路有源补偿
        1.3.1 有源滤波器的发展
        1.3.2 电气化铁路有源补偿研究现状
    1.4 主要研究内容
2 三相四开关APF的工作原理和数学模型
    2.1 三相四开关型APF的拓扑结构
    2.2 三相四开关型APF的基本数学模型
    2.3 三相四开关型APF研究中的关键问题
3 电流的检测及控制
    3.1 指令电流检测
        3.1.1 牵引负荷电流分析
        3.1.2 基于同步基波旋转坐标系的指令电流检测方法
        3.1.3 谐波电流检测仿真分析
    3.2 内模原理
    3.3 基于谐振控制器的电流跟踪控制
        3.3.1 选择性谐波控制策略
        3.3.2 基于传统谐振控制器的控制策略
        3.3.3 基于VPI控制器的控制策略
        3.3.4 基于VPI控制的APF仿真分析
        3.3.5 基于VPI控制的APF选择性补偿仿真分析
    3.4 基于重复控制器的电流跟踪控制
        3.4.1 重复控制器的设计
        3.4.2 稳定性分析
        3.4.3 基于重复控制的APF仿真分析
    3.5 小结
4 三相四开关型APF的多电平实现
    4.1 模块化多电平变流器
        4.1.1 多电平拓扑结构
        4.1.2 MMC工作原理
        4.1.3 MMC数学模型
    4.2 三相两臂型MMC-APF的拓扑结构与工作原理
    4.3 模块化多电平变流器调制策略分析
        4.3.1 载波移相脉宽调制技术的分析
        4.3.2 载波相移调制技术的数学分析
        4.3.3 基于载波移相调制的逆变系统仿真分析
    4.4 三相两臂型MMC-APF系统仿真分析
    4.5 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

四、基于电铁牵引变电站的单相混合型谐波补偿系统研究(论文参考文献)

  • [1]基于RPC的牵引供电系统电能质量混合治理及H∞控制研究[D]. 聂慧. 华东交通大学, 2020(03)
  • [2]Vv牵引供电系统电能质量综合治理技术研究[D]. 吴肇恒. 湖南大学, 2019(02)
  • [3]高速铁路牵引供电系统谐波治理研究[D]. 朱娜. 江苏师范大学, 2019(12)
  • [4]电气化铁路牵引负荷接入电网对邻近风电场运行的影响机理及控制策略研究[D]. 康祎龙. 华中科技大学, 2019
  • [5]货运铁路牵引供电系统谐波分布特征与抑制策略研究[D]. 祁瑒娟. 石家庄铁道大学, 2019(03)
  • [6]基于STATCOM的电铁牵引供电系统谐波、负序补偿研究[D]. 公冶如晶. 山东科技大学, 2018(03)
  • [7]电气化铁路混合型有源电力滤波器的研究与设计[D]. 邱文辉. 石家庄铁道大学, 2017(03)
  • [8]电铁牵引负荷对风电场运行特性影响研究[D]. 马杰. 华北电力大学, 2017(03)
  • [9]电气化铁路对榆林电能质量的影响分析与治理[D]. 席佳伟. 西安理工大学, 2016(04)
  • [10]基于三相四开关变流器的电气化铁路有源补偿研究[D]. 周末. 兰州交通大学, 2016(04)

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基于电气化铁路牵引变电站的单相混合谐波补偿系统研究
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