电气化铁路车-网耦合稳定性综合优化策略研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kahn419
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,电气化铁路的安全稳定运营越来越受到人们的关注,尤其以车-网高频谐振(HFR)和低频振荡(LFO)现象为重点的车-网耦合稳定性问题,成为研究的热点。本文针对电气化铁路车-网耦合稳定性问题,围绕牵引网及列车动力系统阻抗建模、车-网耦合稳定性及机理分析、网侧变流器控制策略抑制措施、调制策略抑制措施四个角度,展开深入的研究与探讨,主要研究成果如下:
  首先,本文提出了适合全频率范围分析的基于旋转坐标系(AF-RCS)车-网阻抗小信号模型。该模型考虑了d、q轴阻抗耦合效应,反映了列车和牵引网的各个变量对系统的影响,解决了已有模型因忽略耦合项及参数不全而导致的模型不准确问题;同时,本文通过简化逆变器及牵引电机阻抗模型,提升了模型的完整性;并且,AF-RCS模型统一了高频段和低频段的阻抗形式,解决了已有模型因高低频形式不统一而导致的车-网耦合不稳定机理分析不全面的问题。
  其次,基于AF-RCS车-网阻抗小信号模型,分析了车-网耦合稳定性及机理。针对某新型动车组,研究了牵引网参数变化对系统稳定性的影响机理,并综合列车位置、网侧变流器电压环、电流环控制参数及列车数量对车-网系统稳定性的影响,提出并总结了HFR和LFO的产生原因;基于以上分析,明确了系统阻尼不足是车-网系统不稳定的重要影响因素,为全频率范围的车-网耦合不稳定抑制措施的研究提供了理论基础。
  再次,基于AF-RCS车-网阻抗小信号模型和车-网耦合不稳定的产生机理,提出了对HFR和LFO均有抑制作用的网侧变流器控制策略。首先,为了提高系统阻尼,提出了主动振荡补偿(AOC)抑制措施,解决了因系统阻尼不足而导致的车-网耦合不稳定问题;其次,针对AOC抑制HFR调节时间略长的问题,进一步提出了电压常量暂态(VCT)抑制措施,快速降低HFR对系统的危害;最后,结合AOC和VCT的特点,针对车-网耦合不稳定的类型及程度,提出了VCT-AOC综合抑制策略,在快速保护系统的同时提高了阻尼比,增强了系统的稳定性。
  最后,基于车-网耦合不稳定的产生机理,从网侧变流器调制策略角度,进一步提出了两种抑制HFR的措施。基于常用调制策略的改进,提出了基于周期控制的载波移相脉宽调制策略(PCCPS-PWM),解决了因网侧变流器之间移相角不准确而导致开关特征频率谐波引发的HFR问题;针对牵引网中谐波频带较宽的问题,进一步提出了窗口化谐振谐波消除-总谐波失真最小化脉宽调制策略(WT-PWM)。通过固定窗口和滑动窗口的配合,实现了非固定频率谐振抑制;在此基础上,提出了THDM算法,全面降低了电压总谐波畸变(THD),尽可能减少发生HFR的可能性。
  本文通过大量的仿真和实验,充分验证了所提理论和方法的正确性及有效性。
其他文献
在社会转型期和生态文明建设的背景下,煤炭资源型城市面临着社会矛盾交织复杂的全面转型,由于特殊、复杂的地理环境导致其经济发展转型较其他资源型区域更加困难,地貌环境改变所引起的一系列社会、生态、经济矛盾,也超越了一般意义上资源不合理开发所引起的问题。目前,对煤炭资源型城市的研究大多围绕经济、社会和生态等单一子系统展开,缺少从三者之间多维关系协调发展的宏观角度研究煤炭资源型城市的可持续发展,系统性薄弱。
研究目的:  肠易激综合征(Irritable bowel syndrome,IBS)是一种常见的慢性功能性胃肠道疾病,其症状主要包括腹痛、腹胀以及排便习惯的改变。近年来对IBS的研究日益深入,但其具体的发病机制尚不清楚。生命早期的不良应激可能会影响子代的胃肠道结构和功能。我们实验室前期研究发现酸敏感性离子通道1(Acid-sensingion channel 1,ASIC1)参与孕期应激诱导子代
目的:研究脂联素(adiponectin,ADPN)对小鼠背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)中T-型钙通道电流的作用和机制。  方法:应用WesternBolt及免疫荧光方法检测小鼠背根神经节上ADPN受体亚型的表达和分布情况。应用电生理和分子生物学的方法,研究ADPN对小鼠小直径DRG神经元T-型钙通道亚型电流及兴奋性的作用。同时,通过药理学方法研究其信号通路和作用机
阅读好的儿童文学,包括优秀的外国儿童文学,对儿童早期的教育至关重要,对孩子的一生具有深远的影响。然而,相比国外儿童文学研究的盛况,国内的研究成果较少、质量还不理想。不仅如此,中国儿童文学翻译在理论和实践两方面的发展很不均衡,儿童文学的译作不断涌现,而针对儿童文学翻译的专门研究却比较匮乏。以惊人速度面世的儿童文学译作在缺少监督和评判的情形下质量参差不齐,甚至很有可能成为小读者阅读途中的陷阱。因此,翻
本文应用质构仪、pH计、色差计、低场核磁共振分析仪、电子鼻分析了冷藏条件下金线鱼鱼丸的理化品质和挥发性气味等的变化规律。并采用平板计数法分析了其中的细菌总数。结果表明:冷藏25d后,金线鱼鱼丸的细菌总数显著增加;pH值和白度呈缓慢下降趋势;鱼丸硬度显著增加,应用SPSs分析显示弹性和硬度呈负相关性;可溶性总蛋白呈先上升后下降的趋势;低场核磁共振分析表明:鱼丸具有4种流动性不同的水分,其对应的横向弛
煤燃烧产生的污染已成为主要的大气污染源。氮氧化物是煤燃烧产生的主要污染物之一。环境污染已经成为我国经济发展的主要制约因素之一,因此治理火电厂NOx排放是迫在眉睫的任务。结合我国以煤电为主的国情,在目前经济发展状况下,开发有效的低NOx燃烧技术,在未来具有非常重要的社会效益和经济效益。低NOx燃烧技术是火电机组首选的NOx控制技术。空气分级燃烧技术是一种基于全面燃烧调整的浓淡燃烧技术,已成为降低燃烧
学位
随着时代的变革,异步电机以其结构简单、成本低廉、运行可靠性高、便于维修等优点,在现代工业生产中扮演着越来越重要的角色。风机水泵类电机这类工业生产中耗电量最多的设备,长期运行在轻载状态,节能潜力巨大。本文着眼于异步电机轻载时效率低的问题,通过减小异步电机轻载时的磁通,降低异步电机的损耗,提高风机水泵类电机轻载运行状态下的效率。  本文结合传统标量控制和矢量控制思想,提出恒压频比控制下,基于定子电流励
学位
随着半导体产业功率开关的快速发展,电力电子电路的开关频率等级快速提升,对实时仿真提出了更高的要求。现有实时仿真平台的仿真速度有限,需要更加快速的实时仿真方法。本文从现场可编程门阵列(FPGA)并行计算的特点入手,通过仿真模型、数值算法和硬件数值计算三方面对电力电子快速实时仿真平台的建立方法进行了深入研究。  本文首先从并行计算时间角度分析了器件模型和电路模型的离散化迭代计算过程。对模型组合建立过程
随着全世界对环境问题重视程度加深,风力发电成为最具前景的新能源发电形式。然而,风电的波动性对电网电能质量影响巨大,成为制约风电发展的主要因素。电网电能质量的优劣不仅关乎用户对电能需求情况,更会影响国民经济的发展水平。因此,为确保电网的安全稳定运行,研究风电场接入对电网电能质量的影响及治理方法具有重要的实际意义。  本文从频率、电压、波形方面总结影响电能质量指标的因素以及对这些方面的治理方法。以某风
学位
随着社会发展不断发展,能源紧缺以及环境污染等问题逐渐突出。风能是一种蕴藏量巨大的情结可再生能源。风能资源的波动性和随机性对风资源的利用产生了极大的影响。合理的进行风功率预测,能够指导电网调度、缓解电力系统调峰调频压力,提高风资源消纳,同时,风电企业也可以根据风功率预测选择合适的时机安排设备检修。现阶段,我国积极推进近海风电场项目,所以,需要探寻一套严谨合理、经济性良好且精度较高的短期功率预测方案。