试谈谐波电气化铁路两相牵引供电系统平衡协调制约

论文导读：浅析21-322.1两相牵引供电平衡协调制约案例21-222.2牵引供电系统不平衡情况浅析22-242.3Vv联结牵引变压器接线与负序浅析24-262.4Yd11联结牵引变压器接线与负序浅析26-272.5斯科特(Scott)联结牵引变压器接线与负序浅析27-292.6Y联结阻抗匹配平衡变压器接线与负序浅析29-302.7本章小结30-32第3章无功与谐波电流检测
摘要：电气化铁路的负序，谐波以及无功不足一直以来都是各国科研工作者浅析和试图解决的重点不足，其对电气化铁路及公共电网均会产生不良的影响，由此，消除电气化铁路的负序，谐波以及无功不足十分重要。如何能够一次性全部消除这三大不足是一个十分值得探讨的课题。本论文提出了一种电气化铁路两相牵引供电的平衡协调制约案例。基于BT牵引供电方式，通过对四种不同接线形式牵引变压器一二次侧电流与电压联系的浅析，获得了完全消除牵引变压器三相电网侧负序及无功电流时，牵引变压器应向其二次侧两侧牵引供电臂输出的理想电流的表达式。同时，利用理想电流表达式，计算获得理想电流有效值与原两侧供电臂负荷电流基波有功分量之间的联系式。通过对现有无功与谐波电流检测策略的浅析，并基于电气化铁路的单相电路结构，选用基于鉴相原理的单相瞬时电流检测法作为两相平衡协调装置的电流检测策略。根据此电流检测策略及牵引变压器应输出的理想电流表达式，绘制了60°接线及90°接线牵引变压器的电流检测框图。通过对FACTS装置的了解，以及对其制约策略的浅析，搭建出能满足同时消除三大不足的两相平衡协调制约装置。其基于电压型变换器，采取两个单相双桥臂STATCOM进行背靠背连接，直流侧采取恒电压且并联一大电容以缓冲能量。浅析采取双滞环电流比较状态优化制约策略作为两相平衡协调制约装置的制约策略。利用Matlab/Sumpnk软件对此两相平衡协调制约装置的制约效果进行仿真探讨，对此装置平衡两侧供电臂有功功率，调控两侧无功功率分布，调节两侧电流相角的能力进行了逐一检测。同时，还对其检测和消除谐波电流的能力进行了测验，结果表明，此两相平衡协调装置能起到消除三相电网侧负序电流，提升功率因数，并抑制谐波电流的作用。关键词：负序电流论文无功补偿论文谐波抑制论文两相平衡协调制约论文
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Abstract6-10
插图索引10-12
第1章 绪论12-21

1.1 电气化铁路的优越性12-13

1.2 电气化铁路有着的不足及现有对策13-16

1.2.1 电气化铁路有着不足浅析13-14

1.2.2 现有针对电气化铁路有着不足的对策14-16

1.3 电气化铁路供电方式介绍16-19

1.3.1 带回流线的直接供电方式（DN 供电方式）16-17

1.3.2 吸流变压器供电方式（BT 供电方式）17-18

1.3.3 自耦变压器供电方式（AT 供电方式）18-19

1.4 本论文主要探讨内容19-20

1.5 本章小结20-21

第2章 两相供电平衡协调案例及牵引变压器负序浅析21-32

2.1 两相牵引供电平衡协调制约案例21-22

2.2 牵引供电系统不平衡情况浅析22-24

2.3 Vv 联结牵引变压器接线与负序浅析24-26

2.4 Yd11 联结牵引变压器接线与负序浅析26-27

2.5 斯科特(Scott)联结牵引变压器接线与负序浅析27-29

2.6 Y 联结阻抗匹配平衡变压器接线与负序浅析29-30

2.7 本章小结30-32

第3章 无功与谐波电流检测策略32-49

3.1 谐波与无功电流检测策略介绍32-36

3.

1.1 现有电流检测策略概述32-33

3.

1.2 基于瞬时功率论述的三相 p-q 检测法33-34

3.

1.3 基于瞬时功率论述的三相 ip-iq检测法34

3.

1.4 基于瞬时功率论述的单相电路电流检测法34-36

3.2 基于鉴相原理的单相瞬时功率检测法36-45
3.

2.1 基于鉴相原理的单相瞬时检测法36-38

3.

2.2 Vv 联结变压器的电流检测浅析38-40

3.

2.3 Yd11 联结变压器电流检测浅析40-42

3.

2.4 斯科特联结变压器电流检测浅析42-44

3.

2.5 Y 联结阻抗匹配平衡变压器电流检测浅析44-45

3.3 谐波与无功电流检测框图绘制45-47

3.1 60°接线牵引变压器电流检测框图45-46

3.2 90°接线牵引变压器电流检测框图46-47

3.4 本章小结47-49

第4章 两相供电平衡协调制约装置的设计与制约49-60

4.1 柔流输电装置介绍49-53

4.

1.1 静止同步补偿器 STATCO论文导读：一页12

M 及电池储能系统 BESS49-52
4.

1.2 有源电力滤波器 APF52-53

4.2 有源滤波器制约策略介绍53-55
4.

2.1 三角载波电流制约法54

4.

2.2 滞环电流制约法54-55

4.

2.3 空间矢量制约法55

4.3 两相供电平衡协调装置结构与制约55-59
4.

3.1 两相供电平衡协调装置的构造55-57

4.

3.2 两相供电平衡协调装置的制约57-59

4.4 本章小结59-60
第5章 两相牵引供电平衡协调系统仿真探讨60-66

5.1 60°接线的牵引变压器仿真探讨61-63

5.2 90°接线的牵引变压器仿真探讨63-65

5.3 本章小结65-66

结论66-68
参考文献68-72
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文72-73
附录 B 攻读学位期间参与的科研课题73-74
致谢74