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同相供电大容量平衡补偿装置研究
| 论文题名： | 同相供电大容量平衡补偿装置研究 |
| 关键词： | 电气化铁路;牵引供电;功率补偿;潮流控制器 |
| 摘要： | 对于我国电气化铁路中所采用的单相工频牵引供电系统，不可避免地会对三相电力系统侧造成诸如三相负荷失衡，无功和谐波干扰等问题，同时由于换相序连接措施的存在，也会影响到电力机车的高速重载运行。对于这些问题，目前现有的解决方法并不能十分理想的予以解决。由于目前已经产生了大容量的电力电子器件，同时新型的电力电子控制技术也不断被提出，在此背景下，采用以综合潮流控制器为核心设备的同相牵引供电系统可以很好地解决上述问题。 本文首先介绍了基于Scott型平衡牵引变压器的同相牵引供电系统，阐述了同相供电系统中综合潮流控制器的结构以及平衡变换的原理，得出了综合潮流控制器电压，电流与功率之间的转换关系。然后介绍了几种大容量变流器的拓扑结构及其工作原理，着重研究了二极管中点箱位，飞跨电容中点箱位和级联链式这三种结构的多电平变流器，并且对其进行了分析和对比。考虑到本文所研究的负荷属于电气化铁路的牵引负荷类型，选择了基于二极管中点箱位型三电平电压源换流器两重化与四重化的综合潮流控制器作为平衡补偿装置结构；接下来计算分析了此两种方案下的基本电气参数；通过仿真对比三类瞬时电流分离法和两类有功电流分离法，最后选定了带均值积分器的有功分离法和基于SPWM调制的电流控制法来进行无功、谐波电流检测和生成补偿指令电流；由于三电平换流器存在着中点电压平衡问题，本文对此提出了基于改进过的中点电压前馈的直流侧电容电压平衡方法。本文的最后以某牵引变电所的实测数据作为电气参数，对上面所提出的两种方案主电路结构下的综合潮流控制器性能进行了基于MATLAB/Simulink仿真建模，以此为依据来判断谐波含量以及三相不对称度等电能指标，证明了本文所设计的两种方案的平衡补偿装置结构，参数及控制方法的合理性以及可行性。 |
| 作者： | 陈莉 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 张秀峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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