针对电气化铁路高负序含量、谐波污染等电能质量问题,讨论一种能够进行负序与谐波综合补偿的铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)。为了提高RPC的控制性能与效果,构建RPC的电流内环基于重复预测的无差拍控制和电压外...针对电气化铁路高负序含量、谐波污染等电能质量问题,讨论一种能够进行负序与谐波综合补偿的铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)。为了提高RPC的控制性能与效果,构建RPC的电流内环基于重复预测的无差拍控制和电压外环的复合准PI控制的双环控制策略,实现了对参考电流信号的快速、平滑跟踪和直流侧电压的平稳控制。考虑到系统模型参数的扰动性与波动性,通过采用基于遗忘因子的递推最小二乘算法来动态辨识系统参数,增强控制系统的适应性。最后进行仿真和实验验证,结果证实了所提方法的正确性。展开更多
为解决电气化铁路牵引供电系统中三相网侧谐波、无功和负序等电能质量问题,同时满足电气化铁路补偿容量大的要求,提出了采用并联型铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)配合降压变压器的综合补偿方案,具体研究了并联型...为解决电气化铁路牵引供电系统中三相网侧谐波、无功和负序等电能质量问题,同时满足电气化铁路补偿容量大的要求,提出了采用并联型铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)配合降压变压器的综合补偿方案,具体研究了并联型RPC的控制策略并进行了仿真分析。提出了对RPC的指令电流检测采用平衡补偿电流检测法,对RPC的补偿电流控制采用基于比例谐振(proportion resonance,PR)控制器的三角波比较控制方式,同时将载波相移(carrier phase shift,CPS)技术应用于RPC的控制。最后,利用MATLAB/Simulink搭建了由2个RPC并联构成的补偿方案的仿真模型。仿真结果表明:RPC投入运行后,三相网侧电流为与电网电压同相位的三相正弦对称电流,只含有开关频率整数倍次的高次谐波;通过进一步采用CPS技术,开关频率奇数倍次的高次谐波被有效滤除,三相网侧电流总谐波畸变率由8.04%降低为2.24%。仿真结果验证了并联型RPC在解决牵引供电系统中三相网侧电流谐波、无功和负序等电能质量问题方面的可行性与优越性,为并联型RPC的工程应用提供了有价值的参考。展开更多
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
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
文摘针对电气化铁路高负序含量、谐波污染等电能质量问题,讨论一种能够进行负序与谐波综合补偿的铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)。为了提高RPC的控制性能与效果,构建RPC的电流内环基于重复预测的无差拍控制和电压外环的复合准PI控制的双环控制策略,实现了对参考电流信号的快速、平滑跟踪和直流侧电压的平稳控制。考虑到系统模型参数的扰动性与波动性,通过采用基于遗忘因子的递推最小二乘算法来动态辨识系统参数,增强控制系统的适应性。最后进行仿真和实验验证,结果证实了所提方法的正确性。
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。
