高速鐵路車網(wǎng)耦合系統(tǒng)網(wǎng)壓振蕩研究.pdf

1、隨著中國高速鐵路的迅猛發(fā)展，由于對牽引供電系統(tǒng)及高速列車特性的認識不夠透徹和全面，高速列車和牽引供電系統(tǒng)之間的電氣匹配不當所引起的高頻諧振和低頻振蕩問題也日益突出，給高速鐵路系統(tǒng)設備和列車運行帶來安全隱患，對牽引供電系統(tǒng)的供電質量和列車的準點運營產(chǎn)生嚴重影響。本文以高速鐵路車網(wǎng)耦合系統(tǒng)網(wǎng)壓振蕩為研究對象，針對牽引網(wǎng)高頻諧振過電壓和網(wǎng)壓低頻波動兩種現(xiàn)象展開研究，重點分析這兩種現(xiàn)象的產(chǎn)生機理、影響因素及其抑制措施，為實際治理高速鐵路車網(wǎng)耦合

2、系統(tǒng)網(wǎng)壓振蕩問題提供理論支撐。
　　本文首先介紹了采用AT供電方式的牽引供電系統(tǒng)的各個組成部分和CRH3型動車組的構成及調控方法，并基于Matlab/Simulink仿真軟件搭建了高速鐵路車網(wǎng)互聯(lián)仿真模型，為仿真分析高頻諧振和低頻振蕩問題提供了仿真平臺。基于仿真平臺，仿真再現(xiàn)了高頻諧振過電壓和網(wǎng)壓低頻波動現(xiàn)象。為了弄清高頻諧振和低頻振蕩時網(wǎng)壓中所含的信號成分，采用Prony算法和傅里葉算法對牽引網(wǎng)發(fā)生高頻諧振和低頻振蕩時的網(wǎng)壓信號

3、進行了檢測和分析，發(fā)現(xiàn)牽引網(wǎng)出現(xiàn)諧振過電壓時的網(wǎng)壓信號中含有含量較高的高次諧波成分，牽引網(wǎng)發(fā)生低頻振蕩時的網(wǎng)壓信號中含有間諧波成分且網(wǎng)壓波動頻率為間諧波與鄰近諧波或基波的差值。
　　針對高頻諧振問題，首先對列車諧波特性和牽引網(wǎng)阻頻特性進行了理論計算和仿真分析，弄清了列車變流器交流側諧波電壓和牽引網(wǎng)阻頻特性的分布規(guī)律。通過理論計算和仿真分析發(fā)現(xiàn)當列車變流器交流側電壓諧波含量較大的頻率與牽引網(wǎng)諧振點頻率重合時車頂網(wǎng)壓諧波含量較大，且網(wǎng)

4、壓諧波含量隨牽引網(wǎng)阻抗幅值增大而增大，而當車頂網(wǎng)壓諧波含量較高時將導致牽引網(wǎng)諧振過電壓的出現(xiàn)。
　　針對低頻振蕩問題，通過對波形的分析發(fā)現(xiàn)低頻振蕩時列車變流器沒有實現(xiàn)網(wǎng)側單位功率因數(shù)和穩(wěn)定直流側電壓兩大控制目標，系統(tǒng)穩(wěn)定性遭到了破壞。理論分析了影響車網(wǎng)耦合系統(tǒng)穩(wěn)定性和列車變流器控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，仿真發(fā)現(xiàn)當同一供電臂下運行的列車數(shù)量增多、列車距變電所距離越遠或列車變流器電流內環(huán)控制參數(shù)KiP取值越小、電壓外環(huán)控制參數(shù)KvP取值越