检索结果-南通市图书馆

组合式同相供电系统的容量分析及MMC仿真研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

组合式同相供电系统的容量分析及MMC仿真研究

作者：常文寰兰州交通大学

学位级别：硕士

为适应我国高速重载铁路发展,牵引供电方式研究十分必要。同相供电作为一种新型牵引供电方式,不仅能取消制约牵引负荷速度的电分相,提高系统可靠性,而且能够解决负序、谐波、无功等电能质量问题。组合式同相供电方式是一种新提出的同相... 详细信息

为适应我国高速重载铁路发展,牵引供电方式研究十分必要。同相供电作为一种新型牵引供电方式,不仅能取消制约牵引负荷速度的电分相,提高系统可靠性,而且能够解决负序、谐波、无功等电能质量问题。组合式同相供电方式是一种新提出的同相供电方式,因同相补偿装置的结构更灵活且其容量可以小于牵引变压器容量、系统的一次性投资少等优势,在现有的同相供电系统中脱颖而出。根据目前试验运行情况,如何在满足国标的要求下进一步降低补偿装置的容量,且能够补偿交-直-交型机车产生的高次谐波,成为亟待解决的问题。基于此,本论文展开如下研究:(1)在分析组合式同相供电系统工作原理基础上,分别计算当全补偿和欠补偿时,系统中组合式变压器原边、次边电流变换关系,进一步确定影响补偿后电能质量的各个参数。并针对不同类型的牵引负荷,绘制三维图。基于以上计算,建立以补偿后电能质量满足国标为约束条件,单相BTB(Back-to-Back,背靠背)补偿装置容量最小、牵引变压器与BTB容量之和最小为目标函数的两种优化模型。利用牵引变电所的实际参数,通过优化工具箱进行优化计算,分别得出满意补偿时两种模型的最小容量。(2)为保证补偿装置能适应牵引供电系统容量等级的同时,补偿高次谐波,论文提出于MMC(Modular Multilevel Converter,模块化多电平变换器)的组合式同相供电系统。在单相MMC的基础上,建立系统数学模型,给出主电路SM(SubModule,子模块)个数、缓冲电感以及SM直流侧电容参数的计算公式。(3)研究基于MMC的组合式CPD(Co-Phase Compensation Device,同相补偿装置)的控制策略。根据一般APF(Active Power Filter,有源滤波器)的无谐波电流检测原理,设计组合式CPD的无牵引负荷电流检测的方案;为补偿高速牵引负荷产生、的高次谐波,选择VPI(Vector Proportional Integral,矢量比例积分)控制器进行电流跟踪。在此基础上,提出采用无负荷电流检测的改进VPI控制策略。搭建交-直型、交-直-交型以及混跑负荷下的Matlab/simulink模型,通过仿真验证改进控制策略的正确性以及补偿高次谐波的有效性。将改进的VPI控制器与MMC电容电压平衡控制相结合得到最终的控制方案,通过仿真验证改进控制方法对基于MMC的组合式CPD的适用性。

关键词：组合式同相供电系统单相背靠背变流器容量分析改进VPI控制模块化多电平变换器

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

组合式同相供电系统技术经济性研究

组合式同相供电系统技术经济性研究

作者：陈明亮西南交通大学

学位级别：硕士

高速重载的单相牵引负荷在运行时加重了电力系统的三相电压不平衡问题,由此产生的基于各种接线形式的同相供电系统能够完全消除上述问题带来的影响,但是在工程应用中投资较高,为降低成本提出的组合式同相供电系统在结构、技术以及经济... 详细信息

高速重载的单相牵引负荷在运行时加重了电力系统的三相电压不平衡问题,由此产生的基于各种接线形式的同相供电系统能够完全消除上述问题带来的影响,但是在工程应用中投资较高,为降低成本提出的组合式同相供电系统在结构、技术以及经济层面均发生了较大的变化。本文以适于旧线改造的单三相组合式同相供电系统和适于新线建设的单相组合式同相供电系统为研究对象。首先分别基于两种系统的结构推导实现平衡变换的条件以及补偿装置补偿电流的计算方法。以早期工程化同相供电系统为参照,讨论组合式同相供电系统在容量配置、变压器容量利用率、电分相装置设置以及同相补偿装置结构等方面的差异性。然后以某一实际线路负荷为例,主要对牵引变压器和CPD装置容量进行设计,讨论在两种运行方式下设备中的负荷过程变化,并建立补偿装置各模块损耗模型,基于上述数据分析不同运行方式和模块对系统损耗的影响。最后,以某一牵引变电所改造为例,以财务效益评估为目标,讨论组合式同相供电系统与异相供电系统的损益变化,量化投资与收益,计算财务效益指标,并给出改造方案的可行性结论;以某一新线中牵引变电所建设为例,主要以补偿装置容量和变压器容量为评估目标,讨论了组合式同相供电技术应用与传统工程化同相供电技术应用的损益变化。从工程经济学的角度论述了组合式同相供电系统的经济性。

关键词：组合式同相供电系统补偿容量设备损耗工程经济性

基于MMC的储能型同相供电系统模型及控制策略

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

中国铁道科学 2022年第3期43卷 132-143页

作者：陈民武陈天舒代先锋廖红波西南交通大学电气工程学院四川成都611756

为解决电气化铁路中的负序问题、电分相问题和再生制动能量回收问题,研究一种储能型同相供电系统。其采用模块化多电平变流器(MMC)作为同相补偿装置,以避免基于级联H桥结构的传统系统中存在的占地大和损耗高等问题,并接入储能装置。在... 详细信息

为解决电气化铁路中的负序问题、电分相问题和再生制动能量回收问题,研究一种储能型同相供电系统。其采用模块化多电平变流器(MMC)作为同相补偿装置,以避免基于级联H桥结构的传统系统中存在的占地大和损耗高等问题,并接入储能装置。在分析主电路工作原理和储能型同相补偿装置工作原理的基础上,建立储能型同相供电系统模型;结合牵引负荷特性划分3种工作模式,包括再生制动、削峰和填谷模式,并以相关国标限值为约束,计算各端口参考电流;提出分层协调控制策略,其中端口电流控制协调不同工作模式间的快速动态切换,荷电状态(SOC)均衡控制提高储能容量利用率。算例结果表明:系统在牵引负荷的不同工况下完成了负序的有效补偿,并且通过SOC均衡控制实现再生制动能量的高效利用;与传统系统采用的储能母线接入方式和SOC均衡控制相比,所提出的系统具有可靠性高和控制简单的优点。

关键词：组合式同相供电系统模块化多电平储能系统分层协调控制 SOC均衡控制

含混合储能的同相供电系统建模及协调控制策略研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

含混合储能的同相供电系统建模及协调控制策略研究

作者：程一林西南交通大学

学位级别：硕士

我国铁路牵引供电系统主要采用工频单相交流制式进行供电,其在运行时主要存在着以负序为主的电能质量问题、电分相问题以及再生制动能量利用问题,影响铁路的安全运行。同相供电系统的运用可以使得牵引供电系统负序问题得到有效解决,并... 详细信息

我国铁路牵引供电系统主要采用工频单相交流制式进行供电,其在运行时主要存在着以负序为主的电能质量问题、电分相问题以及再生制动能量利用问题,影响铁路的安全运行。同相供电系统的运用可以使得牵引供电系统负序问题得到有效解决,并且可以取消掉变电所出口处的电分相。因此,本文基于组合式同相供电系统,利用储能装置在再生制动能量利用上的优势,提出一种含混合储能的同相供电系统,并对其工作原理、控制策略等进行了深入研究。基于单三相组合式同相供电系统和超级电容-蓄电池混合储能装置,提出一种含混合储能的同相供电系统,对其拓扑结构及工作原理进行了分析。根据牵引负荷所处工况与大小,将系统划分为四种工作模式,研究了各个工作模式下系统的能量流动特性;以同相供电装置容量为约束,以系统三相不平衡度最小为目标,推导了系统各端口的参考功率;对混合储能功率分配方法进行了研究,提出一种变滤波常数的低通滤波功率分配法,实现对超级电容和蓄电池的功率分配。研究了同相供电装置和储能装置的控制算法,将无源控制控制运用到变流器控制中,建立了同相供电装置欧拉-拉格朗日数学模型,推导了其无源性控制方法。提出了两种直流侧电压控制方案,通过理论与仿真分析了不同方案对系统工作性能的影响。提出一种上层能量管理,下层变流器控制的协调控制策略,可以根据系统所处工作模式选择最优的直流电压控制方案,实现了良好的系统工作性能。基于MATLAB/Simulink仿真平台,搭建了含混合储能的同相供电系统模型,模拟分析了不同工况下的系统运行特性。仿真结果证明,系统能够对负序进行有效治理,实现对再生制动能量的回馈利用,且具有快速的功率响应和直流电压跟踪能力,证明了所提拓扑结构的可行性和控制策略的有效性,为系统的工程应用提供了技术支撑。

关键词：组合式同相供电系统混合储能负序补偿再生制动能量利用协调控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

既有高铁组合式同相供电改造方案研究

既有高铁组合式同相供电改造方案研究

作者：罗杰西南交通大学

学位级别：硕士

作为新一代牵引供电系统的关键技术,同相供电系统设计需要匹配牵引变压器接线方式,优化电能质量综合补偿策略,降低潮流控制器容量及其造价。针对高速铁路推广采用的自耦变压器(AT)供电方式和Vx接线方式,本文研究了既有高速铁路组合式同... 详细信息

作为新一代牵引供电系统的关键技术,同相供电系统设计需要匹配牵引变压器接线方式,优化电能质量综合补偿策略,降低潮流控制器容量及其造价。针对高速铁路推广采用的自耦变压器(AT)供电方式和Vx接线方式,本文研究了既有高速铁路组合式同相供电系统改造方案,减少了电分相,解决了以负序为主的电能质量问题,提高了牵引供电的经济性和可靠性。针对广泛采用的Vx接线牵引变压器,研究了组合式同相供电改造方案,可以充分利用既有供电设施。基于端口电气量变换方法和平衡补偿理论,建立了系统等值数学模型。以电能质量标准限值为约束条件,计及电网侧三相电压存在的不对称性,优化了综合补偿策略和补偿容量配置方案。给出了组合式同相供电系统分别在三相电压对称和不对称情况下的检测算法。研究了适用于组合式同相供电系统同相补偿装置的控制方法,基于单相变流器结构,对比了变流器的直接电流控制方法和间接电流控制方法。比较了变流器线性控制和非线性控制策略的优缺点,选择了 αβ坐标系下直接功率控制方法,将其运用于组合式同相供电系统,利用仿真结果验证了直接功率控制方法的有效性。基于MATLAB/Simulink仿真平台,将优化补偿算法应用到上层控制策略,直接功率控制应用到下层控制策略,构建双层控制策略方案,搭建了组合式同相供电系统仿真模型。模拟分析了不同牵引负荷特性下基于Vx接线的组合式同相供电系统运行特性,验证了上述补偿方案和控制策略的正确性和有效性,为工程设计与应用提供了重要依据。

关键词：高速铁路组合式同相供电系统三相电压不平衡直接功率控制

用于组合式同相供电的电力电子变压器拓扑及运行分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

用于组合式同相供电的电力电子变压器拓扑及运行分析

作者：汪乾韬兰州交通大学

学位级别：硕士

随着我国的高速铁路进入到飞速发展的阶段,牵引供电系统异相供电方式开始对重载货运和高速客运产生极大的制约。电气化铁路同相供电系统是一种理想的牵引供电方案。它将牵引变电所异相供电改变为同相供电方式,同时实现了负序、谐波和无... 详细信息

随着我国的高速铁路进入到飞速发展的阶段,牵引供电系统异相供电方式开始对重载货运和高速客运产生极大的制约。电气化铁路同相供电系统是一种理想的牵引供电方案。它将牵引变电所异相供电改变为同相供电方式,同时实现了负序、谐波和无功补偿,不仅可解决电气化铁路电分相问题,也能提升电气化铁路电能质量,是一种在新形式下适应高速重载发展要求的供电方案。组合式同相供电系统作为一种经济性较好的同相供电系统,具有较强实用性。而组合式同相供电系统的连接方式和补偿装置的拓扑结构又极大的影响着系统的输出效果,因此研究适用于组合式同相供电的补偿装置对提升电气化铁路同相供电系统的工作效率存在着一定的意义。本文主要内容如下:(1)在分析组合式同相供电拓扑结构特点的基础上,结合PET(Power Electronic Transfomer,电力电子变压器)的拓扑结构和MMC(Modular Multilevel Converter,模块化多电平变流器)的特点,设计一种适用于组合式同相供电的,以MMC结构为基础的电力电子变压器拓扑结构MMC-PET。然后基于组合式同相供电的补偿原理,分析了牵引变压器与补偿装置之间的电压、电流关系,并基于端口补偿理论分析系统容量,说明无功、负序综合补偿后牵引变压器、MMC-PET与负载侧容量之间的关系。之后分析MMC系统和子模块的拓扑结构与MMC容量利用率的关系,并说明了为提高MMC利用率的而对系统拓扑进行的改进措施。(2)对MMC系统缓冲电感和直流侧电容等基本参数范围进行分析。在MATLAB/Simulink中采用最近电平逼近法对空载运行时的输出波形进行了仿真验证。为了进一步提高系统输出电能质量,对以二次谐波为主的系统环流进行分析,并在仿真中验证其环流抑制效果。之后根据一种适用于组合式同相供电的VPI控制法对所提出的MMC-PET拓扑进行补偿能力的分析。最后在采用跟踪性能更好的PWM载波移相控制的基础上,对补偿后的网侧波形、功率因数和负序不平衡度做出了仿真分析。(3)根据T型子模块和电容箝位子模块,给出了一种新型的双电容箝位子模块,并对其正常运行和闭锁特性进行仿真分析。最后对MMC-PET运行时的损耗进行分析,并探讨了其参与贯通式同相供电系统运行的可能性。

关键词：组合式同相供电系统模块化多电平变流器电力电子变压器拓扑分析有源补偿

储能式同相供电系统的建模与优化控制策略研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

储能式同相供电系统的建模与优化控制策略研究

作者：刘若飞西南交通大学

学位级别：硕士

电气化铁路的单相工频交流供电制式和牵引负荷大功率、不对称特点,造成了以负序为主的电能质量问题、机车过分相问题和再生制动能量回馈利用等问题,影响了电气化铁路的安全、可靠和高效运行。采用对称补偿理论的同相供电技术可以很好地... 详细信息

电气化铁路的单相工频交流供电制式和牵引负荷大功率、不对称特点,造成了以负序为主的电能质量问题、机车过分相问题和再生制动能量回馈利用等问题,影响了电气化铁路的安全、可靠和高效运行。采用对称补偿理论的同相供电技术可以很好地解决负序问题和电分相问题。因此,本文基于同相牵引供电系统,结合储能装置的充放电特性,开展储能式同相供电系统的研究,以达到综合电能质量治理,再生制动能量高效利用和系统容量优化配置的目的,主要研究内容如下:基于单相组合式同相供电技术,结合超级电容储能的快速充放电特性,研究了一种储能式同相供电系统。以负序国标限值为约束,以再生制动能量回馈利用和系统容量优化配置为目的,分析了系统的再生制动能量控制工作模式、削峰放电工作模式和填谷充电工作模式,推导了各工作模式下同相供电装置和储能装置端口的补偿功率计算公式,给出了系统工作模式切换阈值的求取方法,并以实测数据分析验证了系统良好的技术经济性。研究了适用于储能式同相供电系统在各工作模式下的控制方法。提出了一种上层补偿功率计算,下层变换器控制的的系统协调控制策略,来完成系统在各工作模式之间的有效切换。其中上层控制包含负荷检测和工作模式判断;下层控制包含同相供电装置控制和储能装置控制,并引入了预测电流控制,使得系统具有更好的动态特性。基于MATLAB/Simulink仿真平台,结合系统协调控制策略,搭建了储能式同相供电系统的仿真模型,模拟分析了不同工作模式和不同工况下的系统运行特性,在满足负序国标限值的条件下,实现了再生制动能量回馈利用和牵引负荷削峰,达到了预期的补偿效果和良好的工作特性,为储能式同相供电系统的工程应用提供了技术支撑。

关键词：组合式同相供电系统超级电容储能负序优化补偿再生制动能量协调控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

新型供电系统潮流控制器容量优化研究

电工技术 2019年第11期 5-7页

作者：翟延涛刘若飞朔黄铁路发展有限责任公司运输部河北肃宁062350 西南交通大学电气工程学院四川成都610072

为了满足高速铁路大容量负荷补偿需求和降低有源补偿装置容量,以组合式同相供电系统为例进行分析。首先介绍了系统结构;然后分析补偿目标与补偿装置容量的关系,并以某实际高速铁路为例,计算了优化补偿和完全补偿条件下各牵引变电所中牵... 详细信息

为了满足高速铁路大容量负荷补偿需求和降低有源补偿装置容量,以组合式同相供电系统为例进行分析。首先介绍了系统结构;然后分析补偿目标与补偿装置容量的关系,并以某实际高速铁路为例,计算了优化补偿和完全补偿条件下各牵引变电所中牵引变压器和潮流控制器的容量;最后通过模拟仿真验证了系统补偿方式与补偿容量的关系。

关键词：组合式同相供电系统补偿装置容量仿真

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于同相供电装置的拓扑结构选型研究

机电信息 2019年第33期 26-27,29页

作者：李洪军林权叶海瑞成月良国家电投集团江苏新能源有限公司江苏盐城224000 国电南瑞南京控制系统有限公司江苏南京210000

组合式同相供电系统因其在效能和经济性方面突出的优势,具有极大的研究意义与良好的发展前景。现主要围绕单相组合式同相供电系统的构成原理及其在当前工程应用中的优势,对其结构方案进行着重研究,在简述现有同相供电装置基本结构的同时... 详细信息

组合式同相供电系统因其在效能和经济性方面突出的优势,具有极大的研究意义与良好的发展前景。现主要围绕单相组合式同相供电系统的构成原理及其在当前工程应用中的优势,对其结构方案进行着重研究,在简述现有同相供电装置基本结构的同时,比较高电压、大容量应用场合下不同拓扑结构同相补偿装置的适用性。

关键词：组合式同相供电系统同相供电装置基本原理拓扑结构