地鐵能饋式牽引代倡導變流系統(tǒng)諧波分析及抑制研究.pdf

1、城市軌道交通牽引供電變流系統(tǒng)為列車牽引提供電能,它的安全可靠是保證列車運行的前提?，F(xiàn)有的二極管整流系統(tǒng)因其能量的單向流動性,無法吸收列車再生制動產(chǎn)生的電能,需要額外添加裝置完成能量吸收。工業(yè)應用的再生制動能量吸收裝置主要包括再生能量電阻消耗裝置、再生電能逆變回饋設備、超級電容儲能裝置、以及飛輪儲能裝置。在比較它們的優(yōu)缺點的基礎上,提出了未來再生制動能量吸收裝置的發(fā)展目標為:技術成熟可靠、制動能量全功率吸收、對電網(wǎng)影響(污染)小、綜合成本

2、較低。
　　 本文所研究的能饋式牽引供電變流系統(tǒng)具有整流和逆變的雙重功能,它既能滿足列車牽引的需求,又可以將再生制動能量加以利用。為了減少其對交流電網(wǎng)的影響,本文對此展開了進一步的研究。
　　 本文介紹了能饋式牽引供電變流系統(tǒng)諧波含量應該符合的標準,為抑制諧波設定合理的目標。在分析了能饋式牽引供電變流系統(tǒng)相關的幾個標準的制定過程及背景后,得出結論《電能質量公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549-93是本系統(tǒng)應該遵循的標準。進一

3、步的研究發(fā)現(xiàn)能饋式牽引供電變流系統(tǒng)的諧波含量比標準的規(guī)定要小得多,本文的研究工作是在這個前提下展開的,即在原有較小諧波含量的基礎上,對諧波成分及含量進行進一步的抑制。
　　 本文介紹了組成能饋式牽引供電變流系統(tǒng)兩個機組-12脈波機組和PWM變流機組的主電路拓撲與工作原理,在此基礎上分析了各自的諧波特性以及二者并聯(lián)后電流諧波的特點。12脈波整流器利用兩個6脈波整流器交流網(wǎng)側電壓的移相,實現(xiàn)5、7次諧波的對消,從而使得整流機組的諧波

4、頻譜從(6n±1)次變?yōu)?12n±1)次；PWM整流機組的諧波電流含量與其脈寬調制的方式相關,本文僅以SVPWM方式為例,討論其諧波電流分布特點。
　　 本文根據(jù)上述兩個機組的特點,分別提出了進一步抑制諧波的措施。
　　 對于12脈波整流機組,它的諧波電流含量主要由主電路拓撲和移相精度決定,文中對比了更多脈波整流電路和交流側單獨設立濾波裝置兩種方案的優(yōu)缺點,結果表明采取更多脈波的整流方案更為有利,此外文中還對移相角度的設

5、計方法進行了討論。
　　 對于PWM整流器機組。分析了主電流參數(shù)(主要是交流側電感)對交流側電流諧波的影響-在允許的范圍內適當增大電感有助于電流諧波的減??；分析了兩電平和三電平拓撲對交流側電流諧波的影響一結構和控制更為復雜的三電平結構拓撲其交流側電流THD要小于兩電平拓撲。本文還討論了ISVPWM方案,該方案可以使等效開關頻率提高n倍(n為并聯(lián)機組數(shù)量)。另外,死區(qū)補償也是減小諧波的有益嘗試。
　　 最后,本文搭建了仿真