城市軌道交通混合式牽引供電裝置關鍵技術與性能優(yōu)化研究.pdf

1、牽引供電系統(tǒng)是城市軌道交通的核心系統(tǒng)之一。當前城軌牽引供電系統(tǒng)存在的主要問題是:列車再生制動能量無法回饋、非高峰時段功率因數(shù)偏低。由24脈波整流器機組和PWM整流器機組構成的混合式牽引供電裝置是解決上述兩個問題的優(yōu)選方案。本文從提高城軌供電系統(tǒng)供電品質的角度，詳細闡述了混合式牽引供電裝置交直流側的技術需求，進而重點圍繞交流側諧波電流抑制與穩(wěn)定性分析、直流側電壓諧波抑制以及低直流電壓條件下裝置的容量提升等三個關鍵問題進行了深入研究。

2、>　　首先，圍繞混合式牽引供電裝置的交流側諧波抑制策略和系統(tǒng)穩(wěn)定性進行研究:針對交流側的諧波抑制問題，通過深入分析各元件的取值配合對網(wǎng)側濾波器多個約束條件的影響，提出了一種基于多約束條件尋優(yōu)的網(wǎng)側濾波器參數(shù)設計與優(yōu)化方法，實現(xiàn)了網(wǎng)側濾波器的參數(shù)取值優(yōu)化;針對網(wǎng)側濾波器的諧振問題，基于PWM整流器電流環(huán)的離散化控制模型，研究了控制器參數(shù)調諧對系統(tǒng)穩(wěn)定性和動靜態(tài)性能的作用規(guī)律，分析了阻尼電阻、諧振頻率、網(wǎng)側附加阻抗及附加時延環(huán)節(jié)對系統(tǒng)穩(wěn)定性

3、的影響，給出了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)響應速度的改進方案。
　　其次，通過深入分析混合式牽引供電裝置的直流側諧波特性，依據(jù)其直流側小信號模型，提出了基于濾波電感取值優(yōu)化的直流電壓諧波抑制策略，提高了電壓平穩(wěn)度，減小了電壓諧波:深入討論了電網(wǎng)電壓畸變和變壓器移相誤差等非理想因素對24脈波整流器直流電壓特性的影響，提出了一種簡單、新穎且物理意義清晰的電壓諧波算法;推導了混合式牽引供電裝置的直流側小信號模型，提出了濾波電感的取值優(yōu)化原則，并

4、結合具體算例進行了說明。
　　再次，針對現(xiàn)有控制策略下，PWM整流器機組無法在低直流電壓條件下正常工作的問題，引入了有功、無功協(xié)調控制策略，提升了同等硬件條件下裝置的有功輸出能力，改善了裝置功率突變時的動態(tài)性能和供電網(wǎng)絡的功率因數(shù):提出了改進型有功、無功協(xié)調控制策略，在不改變既有系統(tǒng)硬件參數(shù)的情況下，實現(xiàn)了低直流電壓條件下裝置輸出功率的提升和性能的改進;通過交流網(wǎng)壓幅值的優(yōu)化設計和提出的優(yōu)化型有功、無功協(xié)調控制策略，在改進型策略的