牽引變電所有源綜合補(bǔ)償系統(tǒng)的仿真研究.pdf

1、地方三相電力系統(tǒng)經(jīng)過牽引變電所向單相牽引負(fù)荷供電。由于單相牽引負(fù)荷存在容量大、變化快、功率因數(shù)低和諧波含量大等原因,造成地方三相系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)序電流、無功電流及諧波電流,從而導(dǎo)致三相供電系統(tǒng)電能質(zhì)量降低。本文采用有源綜合補(bǔ)償技術(shù),綜合治理負(fù)序、諧波及無功問題,并為實(shí)驗(yàn)研究以及研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電氣化鐵道綜合補(bǔ)償設(shè)備奠定基礎(chǔ)。
　　 分析了Y／>／D平衡變壓器的電壓電流關(guān)系,得到負(fù)序電流和兩相側(cè)電流之間的關(guān)系；根據(jù)移相原理,分析了

2、Y／>／D平衡變壓器帶單相純阻性負(fù)載時(shí)的電感、電容和負(fù)載的匹配關(guān)系,以及負(fù)載變化對(duì)不平衡度的影響。基于MATLAB建立了Y／>／D平衡變壓器的仿真模型,并由此建立了Y／>／D平衡變壓器帶純阻性負(fù)載供電系統(tǒng)的仿真模型。通過正常工況、開路和短路故障工況,以及空載合閘過程的仿真分析,證明了Y／>／D平衡變壓器仿真模型的正確性和可行性。
　　 分析了目前常用的有源濾波器諧波檢測(cè)方法。當(dāng)電網(wǎng)三相電壓不對(duì)稱且畸變時(shí),傳統(tǒng)的 ip-iq檢測(cè)法

3、對(duì)有功分量和無功分量的檢測(cè)存在誤差。在此基礎(chǔ)上采用基于電源電壓的 ip-iq檢測(cè)法,并就電網(wǎng)三相電壓不對(duì)稱且畸變的情況,通過建模仿真證明了基于電源電壓 ip-iq檢測(cè)法檢測(cè)基波正序、負(fù)序電流及諧波電流的準(zhǔn)確性。
　　 分析了有源濾波器的控制問題。分別對(duì)直流側(cè)電壓PI控制、交流側(cè)電流滯環(huán)控制和直流側(cè)電壓和交流側(cè)電流均為PI控制的兩種控制方法建模仿真并分析比較:在滯環(huán)控制的基礎(chǔ)上分析了狀態(tài)優(yōu)化控制,并在相同的滯環(huán)寬度下建模比較兩種控

4、制方法,指出狀態(tài)優(yōu)化控制法可以大大降低開關(guān)頻率。
　　 結(jié)合平衡變壓器和有源濾波器,給出了有源綜合補(bǔ)償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。從有功功率交換、諧波抑制和無功補(bǔ)償分析整個(gè)系統(tǒng)的工作原理。該結(jié)構(gòu)由平衡變壓器與有源濾波器組成,調(diào)節(jié)平衡變壓器兩相側(cè)之間電流有功分量的流動(dòng),使平衡變壓器兩相側(cè)電流對(duì)稱,從而消除負(fù)序電流；再通過有源濾波器來補(bǔ)償無功和抑制諧波,實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的平衡。
　　 建立了整個(gè)系統(tǒng)的仿真模型,對(duì)純阻性負(fù)載、非線性負(fù)載及負(fù)載電流