铁路功率调节器(railwaypowerconditioner,RPC)主要承担电气化铁路牵引系统的有功转移和无功、负序补偿。在V/v牵引系统中,多电平铁路功率调节器(multilevel railway power conditioner,MRPC)需补偿无功维持电网电压平衡,此时造成MRPC...铁路功率调节器(railwaypowerconditioner,RPC)主要承担电气化铁路牵引系统的有功转移和无功、负序补偿。在V/v牵引系统中,多电平铁路功率调节器(multilevel railway power conditioner,MRPC)需补偿无功维持电网电压平衡,此时造成MRPC链节功率不平衡,导致链节间电容电压的发散。为抑制电压发散,需注入环流电压和电流。传统注入方案仅注入直流或交流分量,未考虑MRPC功率损耗等性能。针对应用于V/v牵引系统的MRPC,分析其等效电路模型和链节功率不平衡原因;建立MRPC功率损耗模型,提出优化MRPC功率损耗的混合环流注入策略,并以损耗优化为目标,对环流的幅值和初相角进行优化设计。通过仿真对所提出的混合环流注入策略与传统方案进行对比,验证所提方案的正确性和有效性。展开更多
为解决高速铁路牵引供电系统中的负序、谐波电能质量问题,提出了一种基于YNvd平衡变压器的多电平铁路功率调节系统。采用由4个多电平级联型H桥链与滤波电感组成的多电平铁路功率调节器MRPC(multilevel railway power conditioner),并将M...为解决高速铁路牵引供电系统中的负序、谐波电能质量问题,提出了一种基于YNvd平衡变压器的多电平铁路功率调节系统。采用由4个多电平级联型H桥链与滤波电感组成的多电平铁路功率调节器MRPC(multilevel railway power conditioner),并将MRPC一侧直接连接于YNvd平衡变压器二次侧β相分接头,取代了通过降压变压器连接于供电臂的传统方法,减少了系统成本。分析了该系统的拓扑结构、等效模型及补偿原理,并根据补偿原理提出一种由指令电流跟踪、环流抑制与链节电压平衡3层组成的分层控制策略,最后通过仿真验证了所提理论的可行性与有效性。展开更多
在交流电网电压平衡情况下,采用传统补偿策略的铁路功率调节器(railway power conditioner,RPC)具有完全补偿负序电流的作用,然而当交流电网电压存在负序分量时,则难以完全补偿负序电流。首先,该文以V/v牵引变构造的铁路牵引供电系统为...在交流电网电压平衡情况下,采用传统补偿策略的铁路功率调节器(railway power conditioner,RPC)具有完全补偿负序电流的作用,然而当交流电网电压存在负序分量时,则难以完全补偿负序电流。首先,该文以V/v牵引变构造的铁路牵引供电系统为例,研究负序电流完全补偿时牵引变副边电流大小应相等且相位相差120°的机理本质。其次,分析负序电压如何影响副边电压和RPC补偿性能的机理。再次,以完全补偿负序电流为目标,率先提出基于副边电压的正负序电压分离方法以及负序电流完全补偿时换流器参考电流计算的解析表达式。最后,搭建电磁暂态仿真模型,从补偿策略性能对比分析、动态和暂态响应特性多角度全面验证所提方法的正确性和有效性。展开更多
采用电压源换流器的铁路功率调节器(railway power conditioner,RPC)在交流电网电压平衡下具有抑制交流电网负序电流的作用,然而在交流电网电压不平衡时则不一定能抑制交流电网负序电流。为了揭示交流电网电压负序分量如何影响RPC运行...采用电压源换流器的铁路功率调节器(railway power conditioner,RPC)在交流电网电压平衡下具有抑制交流电网负序电流的作用,然而在交流电网电压不平衡时则不一定能抑制交流电网负序电流。为了揭示交流电网电压负序分量如何影响RPC运行特性及交流电网负序电流的作用机理,首先分析了RPC运行原理并建立了采用功率控制的补偿方案模型。其次,分析了交流电网电压负序分量对V/V变压器副边电压和电流的影响。再次,根据RPC控制过程,逐步揭示了负序分量如何影响RPC补偿特性的机理过程。然后,采用对称分量法,推导了交流电网电流不平衡度的解析表达式并对关键影响因素进行了分析。最后,采用电磁暂态仿真模型,多角度验证所给解析表达式的正确性。展开更多
为了降低降压变压器的安装空间及磁饱和等因素给铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)工程应用及治理效果带来的不利影响,模块化多电平换流器的铁路功率调节器(railway static power conditioner of modular multileve...为了降低降压变压器的安装空间及磁饱和等因素给铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)工程应用及治理效果带来的不利影响,模块化多电平换流器的铁路功率调节器(railway static power conditioner of modular multilevel converter,MMC-RPC)成为研究热点。但现有的MMC-RPC控制策略没有考虑电力机车实际负荷功率及电流波动特性对MMC各子模块电容电压影响,使其电容电压波动较大。为此,根据电力机车功率及负荷运行特性,采用混合PWM调制策略,既能满足开关损耗低的要求,又能适应电力机车动态运行特性下MMC-RPC各子模块电容均压波动范围。最后,通过仿真和实验结果验证了MMC-RPC输出性能相对传统二电平RPC的优越性,采用的混合PWM调制策略能够使得MMC-RPC适应电力机车实际负荷功率及电流波动特性,各子模块电容均压波动幅值均有效控制在±5%范围内。展开更多
为低成本地解决高速铁路或重载铁路牵引供电系统中的三相电流不平衡问题,提出了一种考虑电力机车再生制动能量反馈的混合铁路功率调节器HRPC(hybrid railway power conditioner)对负序电流进行补偿。HRPC由模块化RPC和所提的一种新型静...为低成本地解决高速铁路或重载铁路牵引供电系统中的三相电流不平衡问题,提出了一种考虑电力机车再生制动能量反馈的混合铁路功率调节器HRPC(hybrid railway power conditioner)对负序电流进行补偿。HRPC由模块化RPC和所提的一种新型静止无功补偿器SVC(static var compensator)组成。首先,详细介绍了HRPC的拓扑结构及其工作原理,分析了列车不同运行工况下的三相电流不平衡度及负序补偿原理。然后,设计了模块化RPC和新型SVC的控制策略。最后进行了仿真验证。仿真结果表明,所提HRPC具有较好的负序补偿能力,且降低了补偿装置的成本,易于工程应用。展开更多
文摘为解决铁路供电负序问题,同时兼顾无功补偿与谐波治理,由2个单相模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)背靠背连接构造铁路功率调节器(MMC-RPC),并直接接入牵引网。较传统RPC而言,取消了降压变压器,提高了直流电压,减小了直流端电流。针对铁路供电,分析单相系统的电压与功率间的数学模型,设计了一种无需系统角频率和电感参数的直接功率控制策略(direct power control,DPC)。以V/v牵引变为例,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果验证了所提策略的有效性。
文摘铁路功率调节器(railwaypowerconditioner,RPC)主要承担电气化铁路牵引系统的有功转移和无功、负序补偿。在V/v牵引系统中,多电平铁路功率调节器(multilevel railway power conditioner,MRPC)需补偿无功维持电网电压平衡,此时造成MRPC链节功率不平衡,导致链节间电容电压的发散。为抑制电压发散,需注入环流电压和电流。传统注入方案仅注入直流或交流分量,未考虑MRPC功率损耗等性能。针对应用于V/v牵引系统的MRPC,分析其等效电路模型和链节功率不平衡原因;建立MRPC功率损耗模型,提出优化MRPC功率损耗的混合环流注入策略,并以损耗优化为目标,对环流的幅值和初相角进行优化设计。通过仿真对所提出的混合环流注入策略与传统方案进行对比,验证所提方案的正确性和有效性。
文摘为解决高速铁路牵引供电系统中的负序、谐波电能质量问题,提出了一种基于YNvd平衡变压器的多电平铁路功率调节系统。采用由4个多电平级联型H桥链与滤波电感组成的多电平铁路功率调节器MRPC(multilevel railway power conditioner),并将MRPC一侧直接连接于YNvd平衡变压器二次侧β相分接头,取代了通过降压变压器连接于供电臂的传统方法,减少了系统成本。分析了该系统的拓扑结构、等效模型及补偿原理,并根据补偿原理提出一种由指令电流跟踪、环流抑制与链节电压平衡3层组成的分层控制策略,最后通过仿真验证了所提理论的可行性与有效性。
文摘在交流电网电压平衡情况下,采用传统补偿策略的铁路功率调节器(railway power conditioner,RPC)具有完全补偿负序电流的作用,然而当交流电网电压存在负序分量时,则难以完全补偿负序电流。首先,该文以V/v牵引变构造的铁路牵引供电系统为例,研究负序电流完全补偿时牵引变副边电流大小应相等且相位相差120°的机理本质。其次,分析负序电压如何影响副边电压和RPC补偿性能的机理。再次,以完全补偿负序电流为目标,率先提出基于副边电压的正负序电压分离方法以及负序电流完全补偿时换流器参考电流计算的解析表达式。最后,搭建电磁暂态仿真模型,从补偿策略性能对比分析、动态和暂态响应特性多角度全面验证所提方法的正确性和有效性。
文摘采用电压源换流器的铁路功率调节器(railway power conditioner,RPC)在交流电网电压平衡下具有抑制交流电网负序电流的作用,然而在交流电网电压不平衡时则不一定能抑制交流电网负序电流。为了揭示交流电网电压负序分量如何影响RPC运行特性及交流电网负序电流的作用机理,首先分析了RPC运行原理并建立了采用功率控制的补偿方案模型。其次,分析了交流电网电压负序分量对V/V变压器副边电压和电流的影响。再次,根据RPC控制过程,逐步揭示了负序分量如何影响RPC补偿特性的机理过程。然后,采用对称分量法,推导了交流电网电流不平衡度的解析表达式并对关键影响因素进行了分析。最后,采用电磁暂态仿真模型,多角度验证所给解析表达式的正确性。
文摘为了降低降压变压器的安装空间及磁饱和等因素给铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)工程应用及治理效果带来的不利影响,模块化多电平换流器的铁路功率调节器(railway static power conditioner of modular multilevel converter,MMC-RPC)成为研究热点。但现有的MMC-RPC控制策略没有考虑电力机车实际负荷功率及电流波动特性对MMC各子模块电容电压影响,使其电容电压波动较大。为此,根据电力机车功率及负荷运行特性,采用混合PWM调制策略,既能满足开关损耗低的要求,又能适应电力机车动态运行特性下MMC-RPC各子模块电容均压波动范围。最后,通过仿真和实验结果验证了MMC-RPC输出性能相对传统二电平RPC的优越性,采用的混合PWM调制策略能够使得MMC-RPC适应电力机车实际负荷功率及电流波动特性,各子模块电容均压波动幅值均有效控制在±5%范围内。
文摘为低成本地解决高速铁路或重载铁路牵引供电系统中的三相电流不平衡问题,提出了一种考虑电力机车再生制动能量反馈的混合铁路功率调节器HRPC(hybrid railway power conditioner)对负序电流进行补偿。HRPC由模块化RPC和所提的一种新型静止无功补偿器SVC(static var compensator)组成。首先,详细介绍了HRPC的拓扑结构及其工作原理,分析了列车不同运行工况下的三相电流不平衡度及负序补偿原理。然后,设计了模块化RPC和新型SVC的控制策略。最后进行了仿真验证。仿真结果表明,所提HRPC具有较好的负序补偿能力,且降低了补偿装置的成本,易于工程应用。
