一种考虑山区路段牵引网电压波动及谐波治理的车载储能型解决方案

作     者：陈剑箫 王英 陈小强 贺彦强 李琪瑶 CHEN Jianxiao;WANG Ying;CHEN Xiaoqiang;HE Yanqiang;LI Qiyao

作者机构：兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室甘肃兰州730070 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2021年第18卷第6期

页      面：1582-1594页

核心收录：

学科分类：080804[工学-电力电子与电力传动] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51767013,51867012,52067013) 甘肃省科技厅自然科学基金资助项目(18JR3RA111) 中国铁路兰州局集团有限公司科研项目(LTKY2020-068) 教育部光电技术与智能控制重点实验室开放课题(KFKT2020-12) 

主　　题：高速铁路 再生制动 车载储能 谐波治理 

摘      要：针对高速铁路山区路段列车运行特性导致的牵引网电压出现抬升与降落及网侧谐波含量较高易引起牵引网谐振过电压的问题,提出一种基于车载储能系统的解决方案。首先提出考虑牵引网电压波动的车载储能系统拓扑,并根据储能系统SOC及列车实时功率对储能系统的工作状态进行划分。其次研究山区路段列车行车致使牵引网电压波动的机理,在此基础上分析储能系统对牵引网电压的补偿原理。进一步研究了基于车载储能系统的牵引网谐波电流治理方案,并根据控制目标研究储能系统中四象限变流器及双向DC/DC的控制策略。通过多工况下仿真测试,验证了所提拓扑及控制策略在山区路段出现的因列车运行特性引起的牵引网电压波动及牵引网谐波电流引起谐振过电压的治理效果。仿真结果表明,本文所提方案能有效抑制因列车工况引起的山区路段牵引网电压波动,并改善牵引网侧谐波电流,抑制谐振过电压的发生。