本文關鍵詞：高速鐵路牽引供電系統(tǒng)對電力主網諧波影響的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高速鐵路的快速發(fā)展,極大的滿足了生產生活的需要,也符合我國節(jié)能減排、清潔環(huán)保的現實要求。由于牽引列車含有大量非線性元件,且作為單相負荷從電網獲取電流,其產生的諧波及不平衡會對牽引供電系統(tǒng)本身以及電力主網的安全穩(wěn)定運行造成不良影響。因此,開展針對牽引供電系統(tǒng)及其對電網電能質量影響的研究,具有重要的意義。本文基于高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的結構和工作原理,進行了基波潮流及諧波潮流計算,并對計及曲線附加阻力的諧波源特性作了仿真分析。在此基礎上,搭建了車網耦合系統(tǒng),分析了牽引供電系統(tǒng)在不同運行工況下,網側諧波電壓電流情況,并對大西鐵路祁縣東牽以及介休東牽低次諧波是否越限進行了估算�？紤]到傳統(tǒng)的注入功率型牛拉基波潮流算法對初值選擇較為嚴格,論文對比分析了注入功率型與注入電流型牛拉法算法上的優(yōu)劣,明確了后者收斂特性更優(yōu),提出了計及車網耦合的注入電流型牛拉基波潮流算法,通過算例驗證了該方法的可行性。諧波潮流計算時考慮了車網耦合因素對單線模型下的牽引網導納矩陣的優(yōu)化,提出諧波潮流改進算法,將諧波功率疊加到基波潮流中參與迭代運算,并通過算例驗證了該法的可行性。由于動車運行過程受路況的影響,為使仿真結果更切合實際,論文建立了計及曲線附加阻力的牽引傳動系統(tǒng)。分析了動車運行在平面單曲線、三S形曲線以及坡道曲線路況下傳動系統(tǒng)的轉矩特性,并研究了牽引負荷曲線路況下的諧波源特性。仿真結果表明:考慮曲線附加阻力的影響后,動車組在牽引工況下電磁轉矩和負載轉矩均增大,各次諧波畸變加重;再生制動工況下,負荷并網點基波電流減小,諧波畸變比牽引工況更嚴重。另外,論文采用MATLAB和RTDS仿真分析了牽引供電系統(tǒng)對電力主網的諧波影響�；贛ATLAB/SIMULINK,搭建了高速鐵路全并聯(lián)AT牽引供電系統(tǒng),分析了單臂供電情況下,網側諧波電壓電流特性;利用RTDS/RSCAD中離散傅里葉分析模塊DFT對63次以下的諧波信息進行了提取和仿真,分析了主網側發(fā)生B相經小電阻接地和CA相間故障時,牽引供電系統(tǒng)并網點的諧波特性,結果表明,兩類故障導致動車負荷受端電壓減小,故障發(fā)生和結束時刻會發(fā)生嚴重的諧波畸變,故障期間,各次諧波電流整體增大,且偶次諧波增幅明顯,兩種故障類型下,某些次諧波則表現出相反的變化,也即故障諧波電流小于故障前狀態(tài)值。這對牽引系統(tǒng)穩(wěn)定運行造成不良影響,從而為高速鐵路系統(tǒng)故障狀態(tài)下的諧波特性研究提供了理論依據。以大西鐵路祁縣東牽-介休東牽路段牽引供電系統(tǒng)為實例,本文分析了動車組額定功率運行情況下的低次諧波數據,估算出平均狀態(tài)下牽引站網側諧波指標是否越限,為實際運行、維護以及諧波治理提供了依據。
【關鍵詞】：高速鐵路 注入電流型牛拉法 車網耦合 牽引傳動系統(tǒng) 諧波影響
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U223.63;TM711
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 選題背景及研究意義11-12
• 1.2 國內外研究現狀12-15
• 1.2.1 牽引供電系統(tǒng)基波潮流及諧波潮流算法12-13
• 1.2.2 牽引負荷傳動系統(tǒng)13-14
• 1.2.3 高速鐵路牽引供電系統(tǒng)諧波影響14-15
• 1.3 論文的主要研究內容15-17
• 第二章 高速鐵路牽引供電系統(tǒng)基波和諧波潮流算法17-33
• 2.1 高鐵牽引供電系統(tǒng)基波潮流算法17-25
• 2.1.1 幾種常規(guī)潮流算法對比分析17-18
• 2.1.2 注入電流型牛頓-拉夫遜潮流算法18-22
• 2.1.3 計及車網耦合的注入電流型牛頓-拉夫遜潮流算法22-25
• 2.2 高鐵牽引供電系統(tǒng)諧波潮流算法25-31
• 2.2.1 諧波潮流算法中的節(jié)點導納矩陣25-27
• 2.2.2 計及車網耦合的諧波潮流算法27-31
• 2.3 本章小結31-33
• 第三章 計及曲線附加阻力的CRH2動車組牽引傳動系統(tǒng)仿真33-53
• 3.1 CRH2型動車組牽引傳動系統(tǒng)33-34
• 3.2 CRH2型動車組控制原理及仿真34-40
• 3.2.1 CRH2牽引整流器原理及仿真34-37
• 3.2.2 CRH2牽引逆變原理及仿真37-40
• 3.3 CRH2型動車組運行特性40-44
• 3.3.1 牽引及再生制動特性分析41-42
• 3.3.2 運行工況模式控制42-44
• 3.4 計及曲線附加阻力的牽引傳動系統(tǒng)仿真44-47
• 3.4.1 平面單曲線工況仿真45-46
• 3.4.2 平面S形曲線工況仿真46
• 3.4.3 坡道曲線工況仿真46-47
• 3.5 計及曲線附加阻力的諧波源特性分析47-51
• 3.5.1 不計曲線附加阻力的諧波源特性47-48
• 3.5.2 計及單平面曲線附加阻力的諧波源特性48-49
• 3.5.3 計及平面S形曲線附加阻力的諧波源特性49-50
• 3.5.4 計及坡道曲線附加阻力的諧波源特性50-51
• 3.6 本章小結51-53
• 第四章 基于MATLAB和RTDS的車網耦合系統(tǒng)對電力主網的影響53-91
• 4.1 高速鐵路牽引供電系統(tǒng)數學模型54-57
• 4.1.1 V/V型牽引變壓器模型54-55
• 4.1.2 牽引網模型55-56
• 4.1.3 AT所模型56-57
• 4.2 基于MATLAB的車網耦合系統(tǒng)對電力主網影響的研究57-63
• 4.2.1 動車組模型的對比與選擇58-60
• 4.2.2 單車運行工況仿真60-61
• 4.2.3 計及曲線附加阻力的單車運行工況仿真61
• 4.2.4 多車運行工況仿真61-63
• 4.3 基于RTDS的車網耦合系統(tǒng)對電力主網影響的研究63-89
• 4.3.1 RTDS基本介紹63-64
• 4.3.2 車網耦合系統(tǒng)模型構建64-74
• 4.3.3 車網耦合系統(tǒng)網側諧波仿真74-79
• 4.3.4 故障工況下耦合系統(tǒng)網側諧波仿真79-89
• 4.4 本章小結89-91
• 第五章 大西鐵路祁縣-介休路段對周邊電網的影響91-107
• 5.1 大西鐵路概況91-92
• 5.2 祁縣東牽-介休東牽接入條件及方案92-94
• 5.2.1 祁縣東牽引站附近電網條件及接入方案92-93
• 5.2.2 介休東牽引站附近電網條件及接入方案93-94
• 5.3 基于RTDS的系統(tǒng)仿真94-104
• 5.3.1 測試系統(tǒng)諧波監(jiān)測94-100
• 5.3.2 祁縣東-介休東牽引供電系統(tǒng)諧波監(jiān)測100-104
• 5.4 本章小結104-107
• 第六章 總結與展望107-109
• 附錄109-113
• 參考文獻113-117
• 致謝117-119
• 攻讀學位期間取得的成果119

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