基于实测数据的电能质量控制研究

论文摘要

随着社会和科技的不断的发展,人们对电能质量的要求也是越来越高。由于电气化铁道的特殊性和重要性,它引起的电能质量问题也就愈发引起研究人员的关注。我国电气化正线达到3.2万公里,遍布全国,外部供电条件复杂。目前普速电气化铁道牵引负荷绝大多数还是直流电力机车,它属于是整流型负荷。谐波、电压波动与闪变、功率因数、三相不平衡等是电气化铁道牵引负荷主要的电能质量问题。与电力系统其它负荷相比具有随机波动性和单相不对称性的特点。电气化铁道作为少数几个直接接入高压电网的大宗电力用户,其产生的谐波对电力系统与其它用户所产生的影响是绝对不容忽视的。本文基于电气化铁道牵引负荷实测数据的分析,对牵引负荷引起的电能质量问题的研究现状进行介绍。依据浙江电网实测数据,通过对江山,义乌,绍兴东,新温州,台州等牵引变电所的电压不平衡度与谐波含量的研究,对不同牵引变压器对电力系统原边的影响进行了分析。依据静止无功发生器(SVG)的补偿原理,首先利用MATLAB/SIMULINK中的电力系统的仿真元件库对SVG补偿方案进行了建模与仿真。然后基于南翔牵引变电所实测数据对其电能质量的电压电流不平衡度以及电压畸变率的补偿效果进行了分析研究。依据同相供电补偿原理,首先对同相供电方案进行了MATLAB/SIMULINK仿真研究。然后基于眉山牵引变电所的实测数据对电能质量的功率因数,电压电流不平衡度的控制效果进行了分析研究。验证了同相供电装置能很好的抑制负序,补偿无功,可以达到治理电能质量的各项要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究的背景及意义
• 1.2 电气化铁道谐波影响
• 1.3 电气化铁道电压波动与闪变情况
• 1.4 电气化铁道电压不平衡度情况
• 1.5 电气化铁路牵引变电所功率因数情况
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第二章 不同牵引变压器接线对电力系统原边影响
• 2.1 各种接线形式的牵引变压器理论分析
• 2.1.1 Vv接线形式的牵引变压器分析
• 2.1.2 YNd11接线形式的牵引变压器的分析
• 2.1.3 阻抗匹配平衡牵引变压器的分析
• 2.1.4 单相牵引变压器的分析
• 2.1.5 Vx接线形式的牵引变压器分析
• 2.2 不同牵引变压器接线形式对原边负序和谐波的影响
• 2.2.1 Vv型牵引变压器对原边的影响
• 2.2.2 YNd11接线平衡牵引变压器对原边负序与谐波的影响
• 2.2.3 单相牵引变压器对原边谐波的影响
• 2.2.4 Vx接线牵引变压器对于原边谐波与负序的分析
• 2.3 小结
• 第三章 关于SVG的电能质量控制研究
• 3.1 引言
• 3.2 SVG的工作原理
• 3.3 关于SVG补偿技术的仿真技术研究
• 3.3.1 SVG系统结构原理图如图
• 3.3.2 关于SVG补偿电流的推导
• 3.3.3 关于SVG补偿技术的仿真模型图
• 3.4 关于实测数据的SVG补偿效果验证
• 3.4.1. SVG对南翔牵引变电所电压不平衡度的影响分析
• 3.4.2. SVG对南翔牵引变电所电流不平衡度的影响
• 3.4.3. SVG对南翔牵引变电所谐波电流的影响
• 3.5 小结
• 第四章 关于同相供电技术的电能质量控制研究
• 4.1 引言
• 4.2 采用有源技术构成的同相供电系统
• 4.2.1 普通接线牵引变压器的三相补偿控制
• 4.2.2 三相-两相平衡接线变压器异相供电的控制
• 4.2.3 三相-两相平衡接线变压器同相供电的控制
• 4.3 关于同相供电技术的仿真研究
• 4.3.1 关于同相供电的仿真模型图
• 4.3.2 同相供电的仿真结果分析
• 4.4 关于同相供电的实测数据分析
• 4.4.1 牵引负荷特征分析
• 4.4.2 同相供电装置运行特性分析
• 4.4.3 同相运行模式分析
• 4.4.4 异相运行模式分析
• 4.5 小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果