基于H∞控制的電氣化鐵道電能質(zhì)量控制研究.pdf

1、我國(guó)的鐵路是由電力部門進(jìn)行統(tǒng)一送電，它是整個(gè)電網(wǎng)的重要組成部分。然而由于電力機(jī)車是非線性負(fù)載，運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量諧波和消耗無(wú)功功率，導(dǎo)致了電力系統(tǒng)的負(fù)序、無(wú)功和諧波等相關(guān)問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。因此我們對(duì)電氣化鐵道的諧波、無(wú)功和負(fù)序的治理就具有現(xiàn)實(shí)需要和實(shí)際意義。
　　文章開(kāi)始介紹了國(guó)內(nèi)目前的一些電力機(jī)車車型，主要介紹了交直系列中的SS4型電力機(jī)車的工作原理，并且根據(jù)機(jī)車的主電路工作原理和數(shù)學(xué)模型,搭建了Matlab/Simulink仿真模

2、型,分析了SS4型機(jī)車的整流電路工作在不同時(shí)段的牽引網(wǎng)的電流波形畸變率及功率因數(shù)大小。由CRH2型動(dòng)車組主電路的工作機(jī)理和數(shù)學(xué)模型,搭建了Matlab/Simulink仿真模型，文章闡述了三電平四象限變流器的工作原理和相關(guān)的控制措施，并對(duì)CRH2動(dòng)車組做了仿真研究，通過(guò)仿真分析得到動(dòng)車組的電流的畸變率和功率因數(shù)，仿真中得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，為提高電能質(zhì)量提供了依據(jù)。
　　本文對(duì)有源濾波器以及無(wú)源濾波器的結(jié)構(gòu)和原理以及它們的補(bǔ)償功能做了闡

3、述。文中把無(wú)源電力濾波器的機(jī)理與有源電力濾波器做了比較分析。較全面分析串、并聯(lián)濾波器工作原理及其濾波效果，文中闡述了基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的諧波電流與無(wú)功電流檢測(cè)的數(shù)學(xué)原理。介紹了H∞控制器的工作原理和數(shù)學(xué)原理，比較動(dòng)車組上運(yùn)用H?控制器前后電流的畸變率和功率因數(shù)的變化，證明了H∞控制器對(duì)電能質(zhì)量治理有很大作用,同時(shí)通過(guò)做了改變牽引系統(tǒng)的阻抗和電容值變化時(shí)的仿真，驗(yàn)證了它具有良好魯棒性。
　　文章的最后章節(jié)將H∞控制與滯環(huán)控制結(jié)合起

4、來(lái)運(yùn)用在統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器中，通過(guò)分別建立SS4型機(jī)車和CRH2動(dòng)車組在同一時(shí)刻同一供電臂上混跑，兩輛SS4型機(jī)車同時(shí)在同一供電臂運(yùn)行和兩輛CRH2動(dòng)車組在同一供電臂同時(shí)運(yùn)行的模型，證明了在H∞控制和滯環(huán)控制作用下的統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器對(duì)抑制諧波和提高功率因數(shù)具有較理想效果。
　　本文研究工作重點(diǎn)是對(duì)交直和交直交型機(jī)車做了仿真分析，得到了機(jī)車的運(yùn)行特性。設(shè)計(jì)了H∞控制器，并仿真了H∞控制器對(duì)改善機(jī)車電能質(zhì)量的效果。通過(guò)仿真了基于H∞