基于27.5kV直挂式级联型APF的电气化铁路电能质量治理技术研究
| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-9页 |
| 1 引言 | 第13-25页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13页 |
| 1.2 电气化铁路电能质量问题 | 第13-17页 |
| 1.2.1 机车负荷无功影响 | 第14页 |
| 1.2.2 机车负荷谐波影响 | 第14-17页 |
| 1.3 电气化铁路电能质量治理技术研究现状 | 第17-22页 |
| 1.3.1 电气化铁路电能质量治理措施 | 第17-21页 |
| 1.3.2 不同治理技术分析 | 第21-22页 |
| 1.4 课题研究工程背景 | 第22页 |
| 1.5 本文主要内容 | 第22-25页 |
| 2 牵引负荷电气特性 | 第25-41页 |
| 2.1 机车牵引传动系统主电路 | 第25-26页 |
| 2.2 机车与牵引变电所负荷测试 | 第26-28页 |
| 2.3 机车负荷电气特性 | 第28-34页 |
| 2.3.1 机车功率因数 | 第28-30页 |
| 2.3.2 机车电流谐波 | 第30-32页 |
| 2.3.3 机车励磁暂态 | 第32-34页 |
| 2.4 牵引变电所负荷电气特性 | 第34-38页 |
| 2.4.1 牵引母线无功 | 第34-36页 |
| 2.4.2 牵引母线谐波 | 第36-38页 |
| 2.5 结论 | 第38-41页 |
| 3 电气化铁路直挂式有源补偿系统结构 | 第41-57页 |
| 3.1 有源补偿系统结构 | 第41-44页 |
| 3.1.1 既有有源补偿方案分析 | 第41-43页 |
| 3.1.2 直挂式级联型有源补偿方案 | 第43-44页 |
| 3.2 不同牵引供电方式下有源补偿结构 | 第44-47页 |
| 3.2.1 27.5kV供电方式 | 第44-45页 |
| 3.2.2 2×27.5kV供电方式 | 第45-46页 |
| 3.2.3 55kV供电方式 | 第46-47页 |
| 3.3 级联型有源补偿系统原理分析 | 第47-52页 |
| 3.3.1 主电路工作原理 | 第47-49页 |
| 3.3.2 无功与谐波补偿原理 | 第49-50页 |
| 3.3.3 有源补偿特性分析 | 第50-52页 |
| 3.4 牵引变电所有源补偿工程方案 | 第52-57页 |
| 3.4.1 有源补偿系统工程结构 | 第52-55页 |
| 3.4.2 功率单元结构 | 第55-57页 |
| 4 电气化铁路级联型APF控制策略 | 第57-99页 |
| 4.1 改进型锁相环 | 第57-60页 |
| 4.1.1 改进型锁相环结构 | 第57-58页 |
| 4.1.2 仿真验证与分析 | 第58-60页 |
| 4.2 参考电流检测与提取方法 | 第60-70页 |
| 4.2.1 单相参考电流检测方法 | 第60-63页 |
| 4.2.2 改进型i_p-i_q参考电流检测方法 | 第63-67页 |
| 4.2.3 无锁相环的单次谐波检测方法 | 第67-70页 |
| 4.3 全局直流电压建模及控制 | 第70-76页 |
| 4.3.1 直流侧瞬时能量平衡模型 | 第70-71页 |
| 4.3.2 全局直流电压闭环控制 | 第71-74页 |
| 4.3.3 仿真结果与分析 | 第74-76页 |
| 4.4 电流控制策略 | 第76-85页 |
| 4.4.1 无差拍-准谐振复合瞬时电流控制 | 第76-79页 |
| 4.4.2 基于dq解耦的直接电流控制 | 第79-82页 |
| 4.4.3 仿真结果与分析 | 第82-85页 |
| 4.5 直流电压均衡控制策略 | 第85-99页 |
| 4.5.1 基于矢量重构的直流电压均衡控制 | 第86-90页 |
| 4.5.2 基于脉冲交换的直流电压均衡控制 | 第90-94页 |
| 4.5.3 仿真结果与分析 | 第94-99页 |
| 5 级联型APF仿真与工程调试 | 第99-135页 |
| 5.1 典型机车负荷联合仿真 | 第99-108页 |
| 5.1.1 牵引供电系统建模 | 第99-100页 |
| 5.1.2 机车典型工况联合仿真 | 第100-103页 |
| 5.1.3 机车励磁涌流抑制 | 第103-104页 |
| 5.1.4 非理想牵引网电压仿真 | 第104-105页 |
| 5.1.5 基于实测负荷数据仿真 | 第105-108页 |
| 5.2 系统保护与故障处理 | 第108-112页 |
| 5.2.1 功率单元检测 | 第108-109页 |
| 5.2.2 系统状态检测 | 第109页 |
| 5.2.3 故障处理 | 第109-112页 |
| 5.3 工业机有源电力滤波器主电路设计 | 第112-115页 |
| 5.3.1 功率单元数目设计 | 第112页 |
| 5.3.2 补偿容量设计 | 第112-113页 |
| 5.3.3 直流侧储能电容设计 | 第113-114页 |
| 5.3.4 交流侧电感设计 | 第114-115页 |
| 5.4 数字控制系统设计 | 第115-124页 |
| 5.4.1 硬件系统结构 | 第115-121页 |
| 5.4.2 软件流程设计 | 第121-124页 |
| 5.5 试验结果 | 第124-135页 |
| 5.5.1 小功率样机调试与验证 | 第124-129页 |
| 5.5.2 27.5kV大功率工程机调试与验证 | 第129-135页 |
| 6 结论 | 第135-137页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第135-136页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第136-137页 |
| 参考文献 | 第137-143页 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第143-147页 |
| 学位论文数据集 | 第147页 |
