三相SVC在电气化铁路电能质量综合治理中的研究

论文摘要

在我国经济飞速发展的大背景下，电气化铁路尤其是高速铁路的加速建设，电气化铁路呈现牵引负荷越来越大，负荷变化越来越快，牵引变电所的容量不断扩大的趋势，导致电能质量问题日益突出。随着用户对公共电网的电能质量要求越来越高，对电气化铁路电能质量综合治理的要求也越来越高。分析了电气化铁路对电力系统电能质量的影响，就其中的功率因数、谐波和负序进行了详细的论述。讨论了以往电气化铁路电能质量治理方案治理的局限性，提出对电气化铁路电能质量综合治理方案。针对电气化铁路中存在的功率因数、谐波和负序的问题，设计了一种基于三相静止无功补偿器(SVC)的电能质量综合治理方案。本方案不同于国内现有的两相式SVC和接入高压侧的三相SVC的方案，提出将三相SVC接入牵引变电站的低压侧，重点补偿无功、谐波和负序。同时，将补偿导纳网络分为正序和负序两个补偿网络，采用了正负序网络独立控制整体补偿的策略。最后利用MATLAB软件中的SimPowerSystems工具箱，对三相SVC补偿器在电气化铁路电能质量治理进行了实验仿真。仿真结果表明，提出的综合方案能有效补偿无功、抑制谐波和消除负序。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.2.1 在功率因数方面
• 1.2.2 在谐波方面
• 1.2.3 在负序方面
• 1.3 国内外研究现状综述
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 我国电气化铁路的组成和相关电能质量标准
• 2.1 我国电气化铁路组成部分概述
• 2.1.1 外部电源系统
• 2.1.2 牵引供电系统
• 2.1.3 机车负荷系统
• 2.2 功率因数、谐波及负序标准
• 2.2.1 功率因数标准
• 2.2.2 谐波标准
• 2.2.3 负序标准
• 2.3 小结
• 第3章 三相SVC综合补偿原理
• 3.1 SVC的补偿原理
• 3.1.1 晶闸管控制电抗器
• 3.1.2 TCR+FC的补偿策略
• 3.2 三相不平衡负荷补偿原理
• 3.3 三相SVC的补偿导纳计算方法
• 3.3.1 对称分量法
• 3.3.2 基于i p iq算法的补偿导纳求法
• 3.4 控制策略
• 3.4.1 开环控制策略
• 3.4.2 闭环控制策略
• 3.5 小结
• 第4章 三相SVC的结构和参数设计
• 4.1 三相SVC的结构设计
• 4.2 三相SVC的参数设计
• 4.2.1 三相SVC的容量设计
• 4.2.2 滤波器的无功分配
• 4.3 小结
• 第5章 实验仿真结果
• 5.1 仿真软件介绍
• 5.2 MATLAB仿真模型
• 5.2.1 车载变压器和电力机车模型
• 5.2.2 三相SVC模型
• 5.3 仿真过程和分析
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士期间发表的论文