【摘要】：牽引負(fù)荷的隨機(jī)波動(dòng)性與非線性等特點(diǎn)使得電氣化鐵道出現(xiàn)諧波、無功等電能質(zhì)量問題,導(dǎo)致機(jī)車運(yùn)行存在安全隱患,嚴(yán)重制約了電氣化鐵路的發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)《鐵路“十三五”發(fā)展規(guī)劃》,推動(dòng)鐵路綠色發(fā)展,必須拿出有效的解決方案對(duì)電氣化鐵道諧波等電能質(zhì)量問題進(jìn)行補(bǔ)償與治理。有源補(bǔ)償裝置作為一種有效的解決方案卻因?yàn)榻祲鹤儔浩骰蚨嘀鼗夹g(shù)影響了治理效果,為此,本文采用直掛牽引網(wǎng)運(yùn)行的H橋級(jí)聯(lián)型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有源電力濾波器(APF)作為電氣化鐵道電能質(zhì)量治理措施,并根據(jù)牽引負(fù)荷特點(diǎn)對(duì)級(jí)聯(lián)APF整體控制策略進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。為了探究牽引供電系統(tǒng)的諧波畸變情況,搭建了牽引供電系統(tǒng)及其交直型、交直交型電力機(jī)車的仿真模型,仿真模擬機(jī)車不同運(yùn)行狀態(tài)下牽引供電系統(tǒng)諧波含量,結(jié)果表明了電氣化鐵道諧波治理的迫切性與必要性。在分析總結(jié)了電氣化鐵道現(xiàn)有電能質(zhì)量治理措施的基礎(chǔ)上,采用級(jí)聯(lián)APF的有源補(bǔ)償方案,并對(duì)其工作原理、數(shù)學(xué)模型、參數(shù)設(shè)計(jì)及載波相移調(diào)制技術(shù)等問題進(jìn)行分析。級(jí)聯(lián)APF的控制系統(tǒng)是決定其補(bǔ)償性能的關(guān)鍵。根據(jù)牽引負(fù)荷的非線性,采用即使?fàn)恳W(wǎng)畸變也能正常工作的自適應(yīng)諧波電流檢測(cè),并在比較分析常用變步長(zhǎng)算法的基礎(chǔ)上,提出Sigmoid-雙曲正切切換變步長(zhǎng)自適應(yīng)算法,有效改善了傳統(tǒng)自適應(yīng)穩(wěn)態(tài)精度與響應(yīng)速度矛盾的問題;根據(jù)牽引負(fù)荷的波動(dòng)性,采用動(dòng)態(tài)性能最好的無差拍電流跟蹤控制,在分析了傳統(tǒng)無差拍延時(shí)與電流采樣誤差對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的基礎(chǔ)上,將其改進(jìn)為兩拍指令電流預(yù)測(cè)和校正輸出電流的無差拍控制,有效提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性;電壓控制包括直流側(cè)穩(wěn)壓PI控制與平移調(diào)制波電容電壓均衡控制,PI參數(shù)通過對(duì)直流側(cè)電壓控制建模進(jìn)行整定,平移調(diào)制波電壓均衡法在達(dá)到均壓效果的前提下避免了傳統(tǒng)均衡方法耗時(shí)長(zhǎng)或整定參數(shù)繁瑣且復(fù)雜的問題,有效簡(jiǎn)化了控制算法。在Matlab/Simulink環(huán)境建立單相級(jí)聯(lián)APF仿真模型,通過對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的級(jí)聯(lián)APF整體控制策略的正確性與有效性。最后將級(jí)聯(lián)APF模型直掛牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行,分別對(duì)牽引負(fù)荷在穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)情況下的諧波治理效果進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明級(jí)聯(lián)APF具有良好的諧波治理效果。
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM761.12;U224
【圖文】：

邐大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的模塊化、技術(shù)成熟、在輸出相同電平數(shù)下所需的功率器件最少等優(yōu)點(diǎn)，使得逡逑它非常適合用于電氣化鐵路這種高壓大容量、要求高可靠性與低成本的場(chǎng)合，并且在無逡逑需提供有功功率的場(chǎng)合如ＡＰＦ等具有更大的優(yōu)勢(shì)［３（）］。逡逑＾

第一章緒論－二等邋＾邋—邐＝言號(hào)逡逑＿Ｊｃ邐邋邐逡逑三角波ＡＡＡ逡逑圖１．２三角波比較法控制原理逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ｔｒｉａｎｇｌｅ邋ｗａｖｅ邋ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｃｏｎｔｒｏｌ逡逑（２）滯環(huán)電流比較法逡逑滯環(huán)比較法控制原理如圖１．３所示。這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)、響應(yīng)快、好等，在電流控制中應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是開關(guān)器件的開關(guān)頻率不固定，增大了濾波難度，并且滯環(huán)環(huán)寬對(duì)跟蹤性能有較大的影響，指令電流頻率過高時(shí)還會(huì)產(chǎn)生開。逡逑

控制中應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是開關(guān)器件的開關(guān)頻率不固定，環(huán)環(huán)寬對(duì)跟蹤性能有較大的影響，指令電流頻率過高Ｋ逡逑滯環(huán)比較器逡逑圖１．３滯環(huán)控制原理圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ邋ｃｏｎｔｒｏｌ逡逑法逡逑基于內(nèi)膜原理的一種控制方法，即在控制器內(nèi)部嵌入期性的跟蹤誤差及其他干擾影響，其離散數(shù)學(xué)模型對(duì)周期信號(hào)的無差跟蹤，缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差，并且

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊立永;楊爍;張衛(wèi)平;陳智剛;徐龍;;單相PWM整流器改進(jìn)無差拍電流預(yù)測(cè)控制方法[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年22期

2 張民;何正友;高仕斌;;不同負(fù)荷模型下高速鐵路牽引供電系統(tǒng)諧波諧振敏感度分析[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2015年20期

3 韓偉;王大志;劉寶成;;基于復(fù)合預(yù)測(cè)的無差拍諧波電流跟蹤控制[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2014年06期

4 王衛(wèi)安;桂衛(wèi)華;;基于MRPC的電氣化鐵道諧波治理技術(shù)研究[J];機(jī)車電傳動(dòng);2014年02期

5 張國(guó)榮;邵竹星;陳林;;基于改進(jìn)重復(fù)預(yù)測(cè)原理的并聯(lián)有源電力濾波器無差拍控制策略[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2012年13期

6 王立峰;鄭建勇;梅軍;王培軍;;有源濾波裝置直流側(cè)電壓控制瞬時(shí)能量平衡建模[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年02期

7 邢務(wù)強(qiáng);郭華;;基于相關(guān)箕舌線的變步長(zhǎng)自適應(yīng)濾波算法[J];微電機(jī);2011年08期

8 李汝軍;;京滬鐵路三界牽引變電所SVC補(bǔ)償優(yōu)化控制[J];科技資訊;2011年24期

9 呂春英;敖偉;張洪順;;一種新的變步長(zhǎng)LMS算法[J];通信技術(shù);2011年03期

10 周龍華;王飛;李湘峰;;電氣化鐵道用多電平電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器及其控制研究[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2011年01期

本文編號(hào)：2777541