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原文传递牵引供电网络谐波抑制关键技术的研究

论文题名：	牵引供电网络谐波抑制关键技术的研究
关键词：	牵引供电系统;供电网络;谐波抑制;混合有源电力滤波器;检测方法;谐波检测;系统谐波;有源滤波器;畸变电流;小波降噪;无源滤波器;自适应;滞环控制;滞环比较;控制系统性能;电力机车;谐波电流抑制;设计;混合型;跟踪
摘要：	电力牵引供电系统具有速度快、运输能力强、供电距离长、节约能源与造价、牵引性能好等优点，具有广阔的发展前景，是世界及我国铁路的发展方向。电力牵引供电系统由一次供电系统、牵引供电系统、电力机车和电动车组等部分组成。由于电力机车为非线性整流负荷，其产生的谐波经牵引网传输至供电臂首端叠加后注入牵引变压器馈入电力电网，严重污染电网质量。因此，对电力牵引供电系统的谐波进行抑制，具有十分重要的意义。电力牵引供电系统的谐波抑制方法主要有采用无源滤波器、有源电力滤波器以及混合有源电力滤波器进行滤波以改善电力牵引供电系统的电能质量。由于无源滤波器体积大且容易与系统发生谐振，而有源电力滤波器则受电网阻抗影响小、能够动态跟踪、抑制系统谐波，得到越来越广泛的应用。但是，由于谐波的特性、滤波器的结构、控制系统的设计等因素都对有源滤波器的滤波性能产生很大的影响，有必要对牵引供电系统谐波抑制中的关键技术问题进行研究。对电力牵引供电系统畸变电流的实时检测是有源电力滤波器解决电网无功和谐波问题的前提，因此对补偿电流检测方法的研究具有重大的意义。如何准确、实时地从畸变的电流电压中分离出基波、谐波分量，是有源电力滤波器对电网畸变电流进行精确补偿的关键。基于小波变换的谐波特性分析可以将高次谐波与基波分离，使我们对谐波的特性有更清晰的认识。而基于自适应干扰对消原理的自适应谐波检测方法能够克服其它谐波检测方法中存在的问题，是一种性能较好，检测精度较高的检测方法。本文通过理论分析和仿真试验对自适应谐波检测方法的性能及检测效果进行了研究。控制系统性能的优劣很大程度上决定了有源电力滤波器的补偿性能，因此设计良好的控制模块，选用合适的控制策略是提高滤波器性能的关键。为了提高牵引供电系统谐波抑制的效果，本文结合电力牵引供电系统的谐波特点，对混合型滤波器采用滞环比较跟踪控制方法对牵引供电系统的谐波电流抑制进行了研究。由于采用滞环比较的控制方式跟踪电流变化的方法，使得有源滤波器的输出电流带有大量的毛刺，这直接影响到系统滤波的性能。为减少滞环控制产生的毛刺，提高牵引供电系统谐波抑制的效果，本文在传统的有源滤波器的基础上增加了小波降噪环节，设计出新型的混合型有源电力滤波器。该滤波器利用小波降噪对输出信号进行降噪处理，从而提高了系统的滤波性能。关键词：电力牵引供电系统，谐波，自适应谐波检测，滞环控制，小波降噪
作者：	毛中亚
专业：	载运工具运用工程
导师：	刘友梅;郭其一
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输学院
学位年度：	2006
正文语种：	中文