[发明专利]一种交流电网不平衡下牵引供电系统负序电流补偿方法

说明书

在交流电网平衡的情况下，采用目前国内外存在的有源型电能质量补偿装置、无源型电能质量补偿装置、铁路功率调节器等电气化铁路供电系统电能质量补偿能够对电网侧负序电流进行完全补偿，但当交流电网侧三相电压不对称相等时，则难以对电网侧负序电流进行完全补偿。针对该问题本发明提出了一种交流电网不平衡下牵引供电系统负序电流完全补偿方法，搭建采用V/v牵引变压器的牵引供电系统，在两牵引供电臂上加装采用单相H桥臂的动态电压恢复器，当检测到交流电网侧存在电压跌落时，动态电压恢复器及时对两牵引供电臂电压进行补偿，解决了因两牵引臂机车电压不对称相等时而造成交流电网存在负序电流的问题。

技术领域

本发明涉及电气化铁路牵引供电技术领域，具体为一种交流电网不平衡下牵引供电系统负序电流补偿方法。

背景技术

随着高速铁路的快速发展，而所引发的负序、无功、谐波与再生制动等问题日益严重，这些问题给高速铁路的稳定运行带来严峻的挑战。为了对铁路牵引供电系统所产生的负序电流以及提升牵引系统的功率因素，目前国内外进行研究的电气化铁路供电系统电能质量补偿装置主要可以分为有源型和无源型两类，主要包括：静止无功补偿器、有源电力滤波器、电容补偿器、铁路功率调节器和混合铁路功率调节器等装置，鉴于RPC几乎能解决牵引供电系统中所有的电能质量问题，具有极佳的综合补偿性能，因此RPC在治理负序问题具有良好的应用场景。

但是考虑到实际交流电网并不会一直保持完全对称相等，当交流电网电压出现电压跌落或者相位跳变的时候，交流电网中的负序电流会经过牵引变压器传递到副边,进而影响电气化铁路供电系统电能质量补偿装置对负序电流的补偿性能。为了能够完全补偿负序电流，本发现提出了一种基于动态电压恢复器的牵引供电系统负序电流完全补偿协调控制方法，解决负序电流不能完全补偿的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种交流电网不平衡下牵引供电系统负序电流补偿方法，用于解决交流电网不平衡下牵引供电系统负序电流不能完全补偿的问题。

为了解决以上问题，本发明采用了如下如下的技术方案，包括：

搭建集成电气化铁路供电系统电能质量补偿装置和动态电压恢复器协调工作的铁路牵引供电系统模型。

应用电气化铁路供电系统电能质量补偿装置对牵引供电系统电能质量进行综合补偿以及用动态电压恢复器平衡牵引供电系统两臂机车电压，对三相交流电网负序电流进行综合治理。

采用电气化铁路供电系统电能质量综合补偿控制和动态电压恢复器电压补偿控制的协调控制方法对牵引供电系统进行协调控制。

对基于动态电压恢复器的牵引供电系统负序电流综合补偿协调控制方法进行分析。

所述模型由电气化铁路供电系统电能质量补偿装置、V/v牵引变压器和动态电压恢复器组成，其中动态电压恢复器由储能系统、超级电容、双向DC/DC变换器、滤波电感和电容组成；电气化铁路供电系统电能质量补偿装置主要用于对两牵引供电臂谐波、无功、有功和负序电流进行综合补偿。

所述动态电压恢复器直流端通过双向DC/DC变换器与储能系统相连，维持直流母线端电压稳定；交流侧通过升压变压器串联在牵引供电臂上，及时对两臂机车进行电压补偿。

所述协调控制方法具体为电气化铁路供电系统电能质量综合补偿控制和动态电压恢复器电压补偿控制协调控制，其中动态电压恢复器分别安装在牵引供电臂α臂和β臂上；当交流电网电压对称相等时，由电气化铁路供电系统电能质量补偿装置对交流电网负序电流进行完全补偿，动态电压恢复器不工作；当交流电网电压存在电压跌落时，由电气化铁路供电系统电能质量补偿装置和动态电压恢复器协调控制，对交流电网负序电流进行完全补偿。