[发明专利]一种V/v接线牵引供电系统谐波阻抗辨识方法

说明书

本发明提供了一种V/v接线牵引供电系统谐波阻抗辨识方法，包括：S1根据V/v接线牵引变压器两侧供电臂谐波交互作用，建立牵引供电系统谐波耦合模型；S2对所述的牵引供电系统谐波耦合模型进行解耦，并同时分离出系统侧与负荷侧谐波阻抗；S3对所述的系统侧与负荷侧谐波阻抗并联，得到牵引供电系统谐波阻抗；S4通过在不同谐波次数下得到牵引供电系统的阻抗频率特性，即谐波阻抗的辨识结果。本方法抑制了在宽频域内因系统侧与负荷侧阻抗幅值相对大小波动性较强和背景谐波波动较大时而产生的误差，结果准确可靠。

技术领域

本发明涉及电气化铁道技术领域，尤其涉及一种V/v接线牵引供电系统谐波阻抗辨识方法。

背景技术

为满足电气化铁路高速、重载的发展需求，交-直-交型动车组、电力机车(以下统一简称为机车)已成为我国电气化铁路的主力车型；但交流机车会向牵引网注入频谱较宽、含量丰富的谐波电流，严重时引起高次谐波谐振。

早期的谐振事故主要是由CRH系列动车组在改造既有线和新建高铁线引起的；近年来，HX_D系列电力机车引发的谐振事故较为频繁。高次谐波谐振会造成机车过电压跳闸、车顶避雷器炸裂、车顶火花间隙频繁击穿、直流机车阻容吸收支路电阻烧损、变电所馈线跳闸以及接触网避雷器烧毁等事故，甚至导致线路运输中断，严重影响电气化铁路安全运输。高次谐波谐振属车网电气匹配问题，与机车电流谐波特性及牵引供电系统阻抗频率特性有关，是两者共同作用的结果。因此，准确掌握牵引供电系统阻抗频率特性，对优化机车谐波特性、合理选择滤波方案以及治理谐振危害具有指导意义。

谐波阻抗是研究谐波传播机理的基础参数，也是评估用户谐波发射水平的关键依据，受到广泛关注，多年以来积累了众多卓有成效的研究工作。虽然如此，谐波阻抗处于系统侧和用户侧谐波源的耦合电路中，提高辨识精度具有很大挑战性。目前，绝大多数研究聚焦于三相电网高压侧谐波阻抗，利用背景谐波源比较稳定、波动幅度较小等特点消去未知变量，达到辨识目的。然而，研究牵引供电系统的谐波传播特性需要估算牵引变压器端口的总谐波阻抗，能更加准确地反映三相电力系统、牵引变压器、牵引网谐波阻抗的非线性特点。该需求与传统的谐波阻抗辨识存在明显不同，因为牵引变压器25kV侧端口的机车负荷随机性和波动性都很强，传统非干预法不再适用。以图1所示的V/v接线牵引供电系统为例，分析α相谐振机理需要辨识α相端口的总谐波阻抗，该阻抗与α相供电臂阻抗、牵引变压器阻抗、三相电力系统内阻抗及β相供电臂阻抗有关，其辨识精度受到电网侧谐波源和β相电力机车谐波发射的共同影响。

从车网电气匹配问题引发的牵引供电系统高次谐波谐振而言，与机车电流谐波特性及牵引供电系统阻抗频率特性有关，是两者共同作用的结果，为达到谐波谐振危害治理的目的，需要准确辨识出牵引供电系统的谐波阻抗，即牵引供电系统的阻抗频率特性。

发明内容

本发明提供了一种V/v接线牵引供电系统谐波阻抗辨识方法，以解决现有技术问题中的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明实施例提供了一种V/v接线牵引供电系统谐波阻抗辨识方法，包括：

S1根据V/v接线牵引变压器两侧供电臂谐波交互作用，建立牵引供电系统谐波耦合模型；

S2对所述的牵引供电系统谐波耦合模型进行解耦，并同时分离出系统侧与负荷侧谐波阻抗；

S3对所述的系统侧与负荷侧谐波阻抗并联，得到牵引供电系统谐波阻抗；

S4通过在不同谐波次数下得到牵引供电系统的阻抗频率特性，即谐波阻抗的辨识结果。

优选地，牵引供电系统谐波耦合模型如下式(1)所示：