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地铁供电系统有源滤波协同无功补偿装置的研究

扬扬  
【摘要】:随着近年城市地铁的迅速发展,地铁供电系统谐波、无功功率问题日益凸显,给公用电网电能质量带来巨大影响。地铁采用直流供电,普遍采用各类变频装置以及非线性照明设备,均会产生谐波电流。考虑其电能质量的特殊性,本文首先在搭建24脉波整流电力机车仿真模型的基础上,对交、直流侧的谐波电流次数、含量进行分析;同时,以广州地铁1号线的相关数据参数为依据,对白天高峰时段、夜间休车时段以及牵引负荷变化3种情况功率因数模拟计算,突出无功补偿的必要性。 为改善地铁行业的供电环境,本文提出一种利用0.4kV侧设置的有源滤波装置协同电抗器进行35kV系统无功补偿的新方法,在地铁供电系统无功补偿领域内,首次将两者结合,探索出既节省成本与又能满足地铁供电系统功率因数要求的新无功补偿方式。本文在提出补偿系统基本结构的基础上,构建数学模型分析其滤波原理,并对系统的核心APF工作原理,包括主电路工作模式,控制策略等做了简要介绍。其次,对APF的两大核心技术——谐波检测技术和电流跟踪控制技术进行比较分析,选择适合0.4kV侧的APF控制策略。最后,利用Matlab/Sumlink仿真软件对前面的理论推导工作仿真验证,观察新型综合补偿系统的补偿效果。


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