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牵引供电系统的谐波抑制和无功补偿研究
| 论文题名： | 牵引供电系统的谐波抑制和无功补偿研究 |
| 关键词： | 牵引供电系统;谐波抑制;无功补偿;动车组;有源滤波器 |
| 摘要： | 随着国民经济和工业技术的不断发展，我国关于能源问题提出了全球能源互联的发展战略，其中电能又直接影响着国家的民生问题，电能质量的问题一直是国家非常重视的问题。高速铁路投入了大量非线性负载和变流设备，使谐波污染日趋严重，导致了电压偏移和波形畸变，如何抑制产生的谐波电流对高速铁路稳定经济的运行都有长足的影响。补偿设备都在不断的提出和创新，其中主要的有：静止无功补偿器（SVC）、有源电力滤波器（APF）、无源滤波器（PF)和铁路功率调节器（RPC），其中有源滤波器的形式多种多样，它们都有抑制谐波和补偿无功的效果。 本文通过给出牵引供电系统整体的结构图逐一对牵引网上的补偿设备和CRH2型电力机车负载内部交-直-交变换做研究，最终对协同控制策略和补偿装置的性能做了仿真验证。对有源电力滤波器的原理进行深入研究，针对CRH2型动车组负载设计出了其补偿装置，并对该如何检测和控制并联型APF的谐波和无功电流的方法做了一定的研究。以三相瞬时无功理论为基础，研究了一种改进的单相电路的瞬时无功功率理论计算方法和谐波无功检测的方法。另外介绍了一下基于傅里叶分析的检测方法。 关于有源滤波器的控制策略，本文分别研究滞环控制和H∞控制的原理和方法，并提出了同时使用滞环控制和H∞控制的协同控制有源滤波器。对H∞控制良好的鲁棒性也做了改变参数，然后仿真的验证的工作。在文章最后针对CRH2型动车组也做了仿真分析。 针对交-直-交变换的CRH2型动车组的原理，分为整流和逆变电路进行了分析，并分别建立了模型。仿真并分析了变压器二次侧的电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数，并用傅里叶分析了CRH2主要谐波次数；其次，在V/x接线方式的牵引变压器二次侧的模拟接触网端加装了并联型有源滤波器，并采用无源滤波器来抑制3、5、7次谐波和提高无功功率;最后,通过对比并验证有源滤波器的有效性和协同控制策略的正确性。 |
| 作者： | 张兴继 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 陈剑云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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