電力機(jī)車對(duì)牽引供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響及對(duì)策分析.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和國(guó)民生活的不斷提高，近些年來(lái)電氣化鐵路的發(fā)展極為迅速。然而，由于牽引負(fù)荷的非線性、波動(dòng)性和不對(duì)稱性等特點(diǎn)，造成了牽引供電系統(tǒng)的諧波、負(fù)序和無(wú)功等電能質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為了滿足國(guó)家對(duì)電氣化鐵路電能質(zhì)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，深入研究牽引供電系統(tǒng)電能質(zhì)量問(wèn)題及其治理方案將具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文基于理論分析并通過(guò)建模、仿真分析和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相結(jié)合的方式，進(jìn)一步研究電力機(jī)車對(duì)牽引供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響并對(duì)其對(duì)策進(jìn)行

2、分析，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，基于對(duì)電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型及其供電方式分析，針對(duì)SS9型電力機(jī)車和CRH5型動(dòng)車組進(jìn)行了系統(tǒng)建模，討論了兩種類型機(jī)車的模型參數(shù)計(jì)算及控制器參數(shù)設(shè)計(jì)。同時(shí)，針對(duì) SS9型電力機(jī)車運(yùn)行路段的榮昌牽引供電系統(tǒng)和 CRH5型動(dòng)車組運(yùn)行路段的郁山牽引供電系統(tǒng)分別進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果顯示榮昌牽引供電系統(tǒng)低次諧波含量較大，主要以3次、5次、7次等低次奇諧波為主，高次諧波含量較少；而郁山牽引供電

3、系統(tǒng)主要以高次諧波為主，低次諧波含量較少，驗(yàn)證了兩種類型機(jī)車運(yùn)行時(shí)對(duì)牽引供電系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響。
　　然后，分別對(duì)榮昌和郁山兩種類型的牽引變電所進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分析。針對(duì)兩種牽引變電所的的功率因數(shù)、諧波電壓與電流、三相電壓不平衡等問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的電能質(zhì)量測(cè)試與分析，從測(cè)試分析結(jié)果可以看出，榮昌和郁山牽引變電所的功率因數(shù)在無(wú)功反送正計(jì)的情況下的原邊功率因數(shù)均低于0.9，其中榮昌牽引變電所諧波電壓綜合畸變率95％概率大值超過(guò)2%，不能滿

4、足標(biāo)準(zhǔn)要求，需要采取有效的電能質(zhì)量治理對(duì)策。
　　最后，基于對(duì)同相牽引供電治理技術(shù)工作原理的分析，設(shè)計(jì)了基于統(tǒng)一潮流控制器（Unified Power Flow Controller，UPFC）的有源對(duì)稱補(bǔ)償技術(shù)的同相供電治理方案，并對(duì)方案的平衡變換原理進(jìn)行了詳細(xì)的公式推導(dǎo)，得出了系統(tǒng)諧波、負(fù)序和無(wú)功補(bǔ)償度的平衡關(guān)系式。同時(shí)，設(shè)計(jì)了 UPFC中變流器的指令電流的生成方法與控制方法。通過(guò)仿真案例分析得到，投入 UPFC同相供電方案后