一、电力机车功率因数补偿装置的故障问题（论文文献综述）
徐宗祥[1]（2003）在《韶山型电力机车功率因数补偿及谐波抑制装置的研究》文中研究表明论文在系统论述现代功率因数补偿技术的发展和应用特点的基础上，分析了在我国电气化铁道上运行的SS系列交直电力机车的功率因数较低和谐波干扰电流问题，从总体上提出了一套分析该问题的理论方法和仿真方法。 针对典型电力机车主电路结构特点和实际运行工况，建立了主电路数学模型，并应用迭代方法求解各模型系数，导出了机车取用电流数学表达式，利用快速傅立叶变换（FFT）仿真计算了机车主电路的各次谐波电流及对功率因数的影响。设计了功率因数补偿及谐波抑制装置并提供了参数选择方法；对装置应用效果实测分析和仿真分析，从理论和实践两个方面说明其有效性。提出了一种牵引变电所无功补偿兼滤波装置（PTF）与车载功率因数补偿装置的定量关系计算方法，为牵引供电、电力机车两部门间的有机配合和电气化铁路功率因数补偿和谐波问题的合理解决提供了理论基础。文章还分析了补偿装置的投切原则和投切过程的控制、保护措施，补偿装置的极限工作状态，补偿电路故障产生的原因以及需采取的措施。
吴丽然[2]（2017）在《基于27.5kV直挂式级联型APF的电气化铁路电能质量治理技术研究》文中指出在电气化铁路运营中,由于牵引供电系统自身特有的供电制式和机车复杂多变的运行工况,机车负荷产生大量无功和谐波,导致牵引供电系统功率因数低、波形畸变严重和电压波动大等电能质量问题,不仅增加电能的损耗,降低能源的利用效率,还威胁电气化铁路牵引供电系统和机车负荷的安全性和稳定性,严重时甚至引起电气设备损坏,引发供电、行车事故,造成国家经济重大损失。因此,必须采取行之有效的措施对电气化铁路电能质量进行补偿和治理,而本文提出基于27.5 kV直挂式级联型有源电力滤波器（APF）的有源补偿方案,并对方案实施中的关键问题进行了研究。本文首先针对电气化铁路典型的交直型和交直交型电力机车、动车组的网侧电气特性进行了分析,通过大量机车负荷实测数据详细分析了机车负荷本身的无功、谐波特征。此外,根据在牵引变电所实地监测的数据,分析了牵引母线的无功、谐波水平,显示了电气化铁路电能质量治理的迫切性,并为有源补偿系统参数设计提供基础数据。结合京沪高速铁路电能质量综合治理试点工程,本文总结了现有的电气化铁路电能质量治理措施,在此基础上提出采用直挂式级联型APF动态治理电气化铁路无功、谐波等电能质量问题。针对典型的牵引供电方式,如以YNd11、单相Vv变压器为主的27.5 kV供电电压的直接供电方式,以及2×27.5 kV和55 kV供电电压的自耦变压器（AT）供电方式,本文分析了级联型APF实现方案、工作原理和系统配置结构,研究了不同牵引供电方式下不同有源补偿方案的基波有功电流、基波无功电流和谐波电流的流通回路等。级联型APF主电路复杂、系统庞大,与之对应的控制系统同样结构复杂、任务繁重。因此,本文分析了空间资源、时间资源消耗较少的ip-iq参考电流检测算法、滑窗迭代DFT检测算法和采用两个权值的自适应对消检测算法。在分析上述检测算法的基础上,针对具有波动性的机车负荷,提出改进的ip-iq检测算法和无锁相环的单相谐波电流检测算法,提高动态负荷的检测精度、响应速度以及避免锁相环误差对检测性能的影响。本文研究了级联型多电平变流器的电压、电流综合控制策略。针对直流电压控制,推导出基于瞬时能量平衡的数学模型,并分析了全局直流电压控制的参数整定方法。针对电流跟踪控制,提出两种综合控制策略,即基于无差拍和准谐振控制的瞬时电流控制策略和基于d而解耦的直接电流控制策略。其中,无差拍控制根据系统模型可推导出准确的的数学公式,且具有参考电流信号预测功能。准谐振控制能够实现交流信号的无误差跟踪,提高基波电流控制精度,将二者结合的瞬时电流控制适合于大功率APF。基于dq解耦的直接电流控制策略将电源电流直接作为控制对象,能够减少模拟量采集数量,省去参考电流检测环节,尤其适用于电气化铁路多馈线的应用环境。针对直流电压均衡控制,本文基于矢量重构和脉冲交换的原则,本分析了两类直流电压均衡控制算法的原理和实现方法。仿真结果表明上述控制算法的正确性。本文考虑牵引供电方式、机车负荷典型稳态、暂态特性和牵引网电压畸变等,建立了有源补偿系统的软件仿真模型,验证了本文有源补偿系统具有很好的无功、谐波补偿能力。在仿真验证基础上,搭建实验室小功率试验样机,规划控制系统总体功能构架,完成集中式数字控制系统设计,并通过试验验证了控制系统的正确性,对工程实践具有宝贵的指导价值。在试点工程中,对27.5 kV大功率APF工程机进行调试,验证了有源补偿系统的主电路、控制电路、控制策略的正确性、有效性,结果表明该补偿系统具有良好的无功补偿和谐波抑制效果。
王卫安[3]（2014）在《基于MMC的牵引网谐波和负序综合治理技术研究》文中研究表明铁路运输作为公认的能耗低、环境污染小的绿色交通运输方式,近年来在我国得到了快速发展,机车运行密度和单机功率均处于世界前列。然而,由于我国电网发展相对滞后,电气化铁路给这种相对薄弱电网带来的电能治理问题凸显。近年来,随着交-直-交电力机车的推广,负序电流和宽频域谐波已成为主要的电能质量问题。特别是交-直-交、交-直这两类机车混跑时,经常出现车网谐振和交-直机车阻容烧损等现象,这不仅威胁到机车自身的安全运行,更影响到同网其他用户的正常生产和生活；又由于交-直机车的保有量大,两类机车混跑局面将在我国长期存在,因此该类电能质量问题已成为业界学者研究的热点。众学者主要对采用降压变压器多重化H桥背靠背并联的铁路静止功率调节器（RPC）及其与静止无功补偿器（SVC）组成的混合方式展开研究,但是由于多绕组变压器带来了损耗高、占地面积大等问题,而且受单个开关器件通载能力的限制,难以实现大容量的功率调节和谐波抑制。为此,在总结现有技术的基础上,本文分析了两类机车混跑下的牵引网谐波和负序特性,对基于MMC的铁路静止功率调节器（MRPC）的运行原理及相关控制技术展开研究,其主要研究和创新性成果如下：（1）提出了MRPC新拓扑结构,其利用半桥级联技术实现了低压开关器件在高压系统中的直接应用,消除了变压器带来的延时、相移、占地多和成本高等问题；同时,牵引网之间的能量可通过MRPC的高压直流母线进行融通,双向传输的能量几乎不受限制,避免了传统RPC装置直流电流大而导致的散热问题和低感设计难题。另外,由于是多个逆变模块单元级联,MRPC的等效开关频率高,能方便实现对谐波的精确补偿。随后对两桥臂、三桥臂和四桥臂MRPC的工作原理进行了分析,并对其优缺点及适用场合进行了对比研究。（2）以V/v牵引变电所为对象,分析了RPC两个端口输出的电流幅值、相角与负序电流的关系,建立了在电压波动范围、总功率因数、装置容量、变压器容量、有功平衡约束下的负序电流模值最小的多维非线性约束数学模型,并提出了基于序列二次规划的牵引供电系统负序电流的自适应优化算法。该算法根据检测到的负载情况,自动获取RPC的指令电流最优解；该算法计算速度快、精度高,可以满足实时优化的需要。（3）分析了三桥臂MRPC补偿系统的电压、电流、功率电气量数学关系,对其控制关键技术进行了研究,然后提出了适用于电网不同工况的基于二阶广义积分器（SOGI）的系统负序和无功检测方法,进而提出了两相静止坐标系下基于比例谐振（PR）调节器的控制方案,在保证直流环节电压稳定的前提下,实现了对牵引网负序和无功的有效补偿,同时减小了MRPC的桥臂环流。（4）针对宽频域谐波问题,提出了基于MRPC与高通滤波器（HPF）的混合谐波抑制方法,利用MRPC对低次谐波进行抑制,而HPF对高次谐波进行吸收。针对MRPC的谐波抑制,在分析传统的SOGI控制方法对谐波检测分离及补偿原理的基础上,针对其不能单独提取某次谐波的不足,提出了改进型SOGI算法,并应用PR调节器,实现了对特定次谐波的精确提取和补偿。（5）根据某牵引变电所的参数,对两相三桥臂MRPC的支撑电容、输出电感、开关器件等关键部件参数进行了计算,并搭建了基于RT-LAB的MRPC实时仿真模型,对系统参数、检测方法和控制策略进行了验证。结果表明,本文所提出的MRPC系统能有效实现牵引网负序和谐波的综合治理,并具有良好的动态性能。
李建峰[4]（2011）在《电力机车无功补偿与谐波抑制系统的研究与设计》文中提出众所周知,铁路电力机车自诞生以来,就为人类经济发展和社会进步做出了巨大的贡献。其主要特征是牵引力较大,过载能力强、符合环保要求等,兼具满足重载货运、高速客运及客货两用运输要求。目前,我国干线铁路运行的电力机车大多是交—直型晶闸管相控电力机车,该机车采用了大量的相控整流装置,带来的一个主要问题就是功率因数偏低及谐波干扰问题。如果我们不加装功率因数补偿装置,任由功率因数降低及谐波干扰增大,就可能直接造成接触网25kV电压波形发生严重畸变。随着电力电子器件的快速发展,晶闸管和电力电容器的体积的减小,性能的不断加强,我们可以考虑利用晶闸管投切电容器（TSC）技术并达到无功就地补偿的目的。利用这种方案能够达到滤波和提高功率因数的要求,并能解决变电所装设固定电容补偿装置造成的过补偿问题。具体思路是在机车上按一定的寻优模式,设计多组某次或几次滤波器,根据牵引负荷的变化,改变补偿出力,使功率因数和谐波含量都能满足系统运行要求。本文主要针对8轴6400kW重载电力机车设计了一种电力机车动态无功补偿及谐波抑制装置。该装置在硬件方面设计了基于C8051F020单片机的控制器、控制器外围电路及主电路（滤波器组）三大模块。能够在机车牵引变的1kV侧进行快速、无冲击、低损耗的无功补偿。本文还分析了补偿装置的投切原则和投切过程的控制、保护措施、补偿装置的极限工作状态、补偿电路故障产生的原因以及需采取的措施。软件设计中采用了半波傅立叶算法、平均值滤波、强大的保护和故障判断模块等,提高了装置的运行效率和安全可靠性。最后介绍了本装置的仿真试验,仿真结果证明该装置对电气化铁道的功率因数有很大提高,并对3次和5次谐波有很好的抑制作用。
李群湛[5]（2014）在《论新一代牵引供电系统及其关键技术》文中研究表明与既有电气化铁路牵引变电所换相接入电力系统不同,提出新一代牵引供电系统,即在同一电力系统内实现电气化铁路无分相的同相贯通供电系统.本文讨论了与新一代牵引供电系统相关的三项关键技术:一是牵引变电所采用组合式同相供电技术,治理负序,取消变电所出口处的分相;二是新型双边供电技术,取消分区所处的分相,减小均衡电流及其对电力系统的影响,同时,调整功率因数,保证牵引网电压水平;三是牵引网分段供电与测控技术,将供电臂适当分段,运用同步测量技术,更准确、更及时地判别故障类型与部位,并把故障限制在最小范围内.文章还说明了系统的经济性和可靠性.
罗培[6]（2016）在《V/v牵引供电系统电能质量综合控制技术及应用研究》文中指出铁路特别是电气化铁路作为国民经济的大动脉、国家重要基础设施和大众化交通工具,对国民经济和社会发展具有重要作用。随着现代电力电子技术在铁路行业中日益广泛地使用,电力电子设备固有的非线性特征和电力机车的供电驱动方式,对牵引供电系统造成多种污染,对公用电网和电力机车的安全、稳定、高效、经济运行与控制带来了不可忽视的消极作用。因此,对牵引供电系统电能质量进行有效治理就成为当前铁路发展面临的重大课题,具有重要的现实意义。本文在多项科研课题的支持下,针对目前电气化铁路电能质量问题,深入研究了一种牵引供电所电能质量综合控制系统拓扑结构和控制策略,并对其优化控制及工程应用等问题展开了一系列研究。论文的主要工作和创新点如下:（1）提出了一种V/v牵引供电所电能质量综合控制系统（V/v-Power Quality Manage System,V/v-PQMS）,该补偿系统由背靠背电压源换流器（Voltage source converter,VSC）和无源固定电容（Fixed Capacity,FC）构成,分析了该补偿系统的综合治理原理,并对单相多重化电压源换流器的开关模式和载波移相调制方法进行了研究。仿真结果表明,所提综合补偿装置能实现综合补偿效果。（2）提出了一种静止坐标系下V/v-PQMS控制策略。分别建立了静止abc坐标系模型、αβ坐标系模型和dq坐标系模型,在此基础上对两相同步旋转坐标系下比例积分（Proportion Integration,PI）控制进行讨论,然后对两相静止坐标系下准比例谐振（Quise Proportional Resonant,QPR）控制器的典型表达和基本特性进行分析,特别关注QPR控制器的参数设计和稳定性分析。针对动态调节的快速性和牵引负荷波动造成的供电臂电压波动问题,给出了考虑稳态特性和抗扰动能力的QPR控制器设计方法。仿真对比结果表明,相比于PI控制策略,QPR控制策略在保证良好的负序、无功治理效果的同时,能有效改善系统的动态性能。（3）提出了一种V/v-PQMS非对称补偿设计方法。对V/v变压器两供电臂馈线所挂FC的补偿容量进行了推导,得出了V/v-PQMS系统FC非对称补偿容量计算公式,并就FC对称补偿容量和非对称补偿容量进行了对比分析。为了减少VSC实时功率和损耗,从而提高装置长期运行能力,研究了电能质量参数优化补偿原理,并对比分析了电能质量参数完全补偿和优化补偿之间的差异。分析了电网侧电能质量指标参数与VSC补偿功率给定值之间的关系,建立了V/v-PQMS补偿功率优化模型。为了满足优化算法准确性、快速性和稳定性要求,提出了一种基于大爆炸算法的混合型蛙跳简化粒子群算法。最后对所得优化模型进行了算例分析,证明了V/v-PQMS补偿功率给定值优化计算的有效性和可行性。（4）搭建了V/v-PQMS原理样机,设计了原理样机控制系统。对原理样机主要部件参数设计方法进行了探讨,分析了连接电抗和直流电容取值计算方法。设计了背靠背电压源换流器驱动电路,介绍了现场DSP控制器硬件结构和参考电压过零捕捉电路。最后对原理样机进行了实际测试和数据分析,为工程样机的试制奠定了基础。（5）研制了V/v-PQMS工程样机。结合实际设计经验对工程样机关键参数计算选型公式进行了推导。根据实际测试结果对治理前后电压不平衡度、功率因数、谐波畸变和电压波动等各项电能质量指标进行了详细的对比分析。结果表明V/v-PQMS投运后,电压不平衡度、功率因数、谐波畸变和电压波动等各项指标都能满足国标要求,验证了综合治理方式的有效性和实用性。同时由于电网侧和牵引侧电能质量的改善,提高了铁路经济效益,实现了电力公司和铁路企业双赢,取得了显着的经济效益和社会效益。
汪乾韬[7]（2019）在《用于组合式同相供电的电力电子变压器拓扑及运行分析》文中进行了进一步梳理随着我国的高速铁路进入到飞速发展的阶段,牵引供电系统异相供电方式开始对重载货运和高速客运产生极大的制约。电气化铁路同相供电系统是一种理想的牵引供电方案。它将牵引变电所异相供电改变为同相供电方式,同时实现了负序、谐波和无功补偿,不仅可解决电气化铁路电分相问题,也能提升电气化铁路电能质量,是一种在新形式下适应高速重载发展要求的供电方案。组合式同相供电系统作为一种经济性较好的同相供电系统,具有较强实用性。而组合式同相供电系统的连接方式和补偿装置的拓扑结构又极大的影响着系统的输出效果,因此研究适用于组合式同相供电的补偿装置对提升电气化铁路同相供电系统的工作效率存在着一定的意义。本文主要内容如下:（1）在分析组合式同相供电拓扑结构特点的基础上,结合PET（Power Electronic Transfomer,电力电子变压器）的拓扑结构和MMC（Modular Multilevel Converter,模块化多电平变流器）的特点,设计一种适用于组合式同相供电的,以MMC结构为基础的电力电子变压器拓扑结构MMC-PET。然后基于组合式同相供电的补偿原理,分析了牵引变压器与补偿装置之间的电压、电流关系,并基于端口补偿理论分析系统容量,说明无功、负序综合补偿后牵引变压器、MMC-PET与负载侧容量之间的关系。之后分析MMC系统和子模块的拓扑结构与MMC容量利用率的关系,并说明了为提高MMC利用率的而对系统拓扑进行的改进措施。（2）对MMC系统缓冲电感和直流侧电容等基本参数范围进行分析。在MATLAB/Simulink中采用最近电平逼近法对空载运行时的输出波形进行了仿真验证。为了进一步提高系统输出电能质量,对以二次谐波为主的系统环流进行分析,并在仿真中验证其环流抑制效果。之后根据一种适用于组合式同相供电的VPI控制法对所提出的MMC-PET拓扑进行补偿能力的分析。最后在采用跟踪性能更好的PWM载波移相控制的基础上,对补偿后的网侧波形、功率因数和负序不平衡度做出了仿真分析。（3）根据T型子模块和电容箝位子模块,给出了一种新型的双电容箝位子模块,并对其正常运行和闭锁特性进行仿真分析。最后对MMC-PET运行时的损耗进行分析,并探讨了其参与贯通式同相供电系统运行的可能性。
武琼[8]（2019）在《模块化多电平同相补偿装置的控制策略研究》文中认为为了解决电气化铁路中谐波、负序、无功等电能质量问题及电力机车过分相问题,采用新型同相供电补偿装置实现电力机车同相供电。CPD（Co-Phase Compensation Device,同相补偿装置）作为电气化铁路有源补偿装置,是实现同相供电的重要方法。采用MMC（Modular Multilevel Converter,模块化多电平变换器）的同相补偿装置可以提高系统效率,减小CPD体积,降低成本,适用于高压大功率场合。因此,本文针对MMC-CPD（Modular Multilevel Converter and Co-Phase Compensation Device,模块化多电平同相补偿装置）的控制策略展开研究。（1）对同相供电系统常见有源补偿装置进行分析,提出采用三相两臂MMC-CPD作为同相供电系统的新型补偿装置。绘制其拓扑图,分别在abc静止坐标系与dq旋转坐标系下建立三相两臂MMC-CPD的数学模型,分析其工作原理并推算开关函数。（2）分析电气化铁路交-直型及交-直-交型两种牵引负荷电流特性。为了实现同相供电系统的电能质量补偿,须实时准确地检测电气化铁路牵引负荷及同相补偿装置的电流大小。本文采用基于dq同步基波旋转坐标系的电流检测方法。（3）在三相两臂MMC-CPD拓扑下,研究三种适用于MMC的调制策略,分别是载波移相、载波层叠以及NLM（Nearest Level Modulation,最近电平逼近调制）。分析各种调制策略的控制原理,比较在开环实验条件下采用不同调制策略获得的交流侧输出电压波形图,最终选择合适的调制策略用于同相供电系统的闭环控制中。（4）研究三相两臂MMC-CPD的控制策略。首先在dq旋转坐标系下采用VPI（Vector Proportional Integral,矢量比例积分）控制器对三相两臂MMC-CPD进行电流跟踪控制。VPI控制器具有选择性谐波补偿功能,可以对电气化铁路特殊次谐波进行补偿。随着变换器等效开关频率的提高,为了简化控制器,提出在abc静止坐标系下采用直接电流控制器对三相两臂MMC-CPD进行电流跟踪控制,直接电流控制器可直接对静止坐标系下的ab两相电压进行控制。为了平衡子模块电容电压并且抑制桥臂环流,在两种电流跟踪控制策略中都加入相应的控制环节。最后基于Matlab/simulink搭建交-直型、交-直-交型两种负荷模型,验证各种控制策略对三相两臂MMC-CPD的适用性及电能质量补偿的有效性。
吴传平[9]（2012）在《电气化铁路供电系统电能质量综合补偿技术研究》文中指出电气化铁路是经济和社会发展的大动脉,机车牵引供电网的安全和稳定性关系着电气化铁路的正常运营。由于电力机车采取单相和整流方式供电,电力机车负荷产生的负序、谐波和无功等电能质量问题,严重威胁着电气化铁路牵引供电网和上级电力系统的安全和稳定运行。因此,必须采取有效的电气化铁路电能质量综合补偿措施,提高牵引供电网供电的安全可靠性。本文在国家科技支撑计划重大项目子课题“高速铁路供电系统综合补偿及谐波抑制技术”的支持下,针对交直电力机车供电系统（传统电气化铁路）和交直交电力机车供电系统（高速电气化铁路）两种牵引供电系统的电能质量综合补偿方法,深入研究了适用于两种牵引供电系统的电能质量综合补偿装置拓扑结构、电能质量补偿参考量（负序、谐波和无功）的实时检测方法以及控制策略。论文的主要工作和创新点如下：（1）提出一种用于交直电力机车供电系统的综合补偿装置拓扑结构和控制策略,降低有源补偿装置的容量,并降低装置的总体成本。该补偿装置由有源补偿装置——铁路功率调节器（Railway Static Power Conditioner, RPC）和无源补偿装置晶闸管控制投切电容器（Thyristor Switched Capacitor, TSC）构成。分析了该补偿系统的工作原理、成本和谐波放大特性,提出了该系统的总体控制策略和控制实现方法,实现了RPC与TSC的协调控制。仿真和实验结果表明,所提的综合补偿系统及其控制方法能有效降低RPC的容量,并获得较好的综合补偿效果。（2）分析了采用三相V/V牵引变压器的高速铁路供电系统的负序和谐波补偿原理,提出了基于铁路功率调节器补偿器的高速铁路负序和谐波综合控制方法。运用矢量分析方法对高速铁路供电系统的负序补偿原理进行了详细分析,揭示了高速铁路供电系统的负序补偿机理；提出了高速铁路供电系统的负序和谐波实时检测方法。为了实现补偿目标的可选择性,提出了有功、无功和谐波参考指令分量从总补偿参考指令中进行分离的方法。（3）提出一种用于高速铁路供电系统的混合型综合补偿装置及补偿策略,优化了高速铁路综合补偿装置的补偿容量,以较低的补偿容量取得较好的负序补偿效果。针对高速铁路负序电流大的特点,提出了一种由铁路功率调节器RPC和无源补偿装置晶闸管控制滤波器（Thyristor Controlled Filter, TCF）、晶闸管控制电抗器（Thyristor Controlled Reactor, TCR）构成的混合型综合补偿拓扑结构。分析了该系统的结构和工作原理；在剖析补偿装置中RPC与TCF、TCR补偿容量与负序指标关系的基础上,并结合高速铁路牵引网的不同运营工况,提出混合型补偿系统的各子系统补偿容量设计方法,及一种适用于该补偿系统的专家推理控制策略；并提出适合该系统的参考电流实时检测方法和控制方法以实现所提补偿策略。仿真结果表明,提出的混合型高速铁路补偿系统及其补偿策略能针对机车运营工况获得较好的负序抑制效果。（4）提出一种基于两相三线制变流器的高速铁路用负序补偿系统及其复合控制方法,减少了补偿装置功率开关器件数目,并提高了补偿装置电流控制效果。为了简化补偿系统主电路结构,节约硬件成本,提出了一种由两个单相降压变压器和一个两相三线制变流器构成的高速铁路用负序补偿系统。在建立两相三线制变流器电气模型的基础上,详细分析了两相三线制变流器的工作原理,并发现了两相三线制变流器可视为由两个单相变流器合并而成的特性。为了提高电流跟踪响应的速度和稳态精度,提出了由滞环控制和广义积分控制组成的复合控制方法。仿真和实验结果证明了基于两相三线制的高速铁路用负序补偿器及其复合控制方法的有效性。（5）研究了铁路功率器主要元件的参数设计方法,介绍了模拟实验装置的研制技术。对具有典型代表性的铁路功率调节器主要元件参数的取值方法进行了研究,以优化装置安全性和控制性能为条件,提出了铁路功率调节器中单相降压变压器变比和容量、交流输出电感及直流侧电容的参数设计方法。并介绍了基于RPC模拟实验装置的构成,以及实验装置控制器的硬件和软件设计方法。重点介绍了控制电路中过零检测、采样前滤波电路及采样电路、过压过流保护电路和通信电路等控制器外围电路,还介绍了主程序、中断程序和通信程序的设计方法。参数设计方法和模拟实验装置的研制为理论研究成果的实验验证提供了条件,也将为工程样机的试制奠定基础。
李林蔚[10]（2020）在《基于变换器串并联的交直交牵引变电所拓扑结构与控制技术研究》文中进行了进一步梳理牵引负荷的单相性、非线性和冲击性,导致电气化铁路存在无功、谐波和负序等电能质量问题。这些电能质量问题将会影响电网的正常运行,降低其供电质量。此外,分相区的存在使得列车不能连续取流,造成牵引力的损失,降低了列车的运行速度,从而影响铁路的运量。这些问题在交流电气化铁路诞生之初就存在,但在其快速发展的当今社会,电能质量和电分相问题日益突出。传统方案的治理效果并不理想,且无法取消电分相。基于有源补偿器的同相供电系统虽然能够解决电能质量问题,但理论上只能取消变电所出口处的电分相,无法实现牵引网全线贯通。随着电力电子技术的发展,交直交牵引变电所为电能质量以及电分相问题提供了解决思路,且展示出良好的前景。交直交牵引变电所可以对电能质量问题进行综合解决,且支持贯通式同相供电,彻底取消分相区,有效调度负荷潮流。国内外研究人员针对交直交牵引变电所,在拓扑和控制方面作出了大量研究,其中以德国和日本最具代表性。但其所做研究均是基于各自国家电气化铁路的特点进行的探索,并不适合我国国情。结合我国电气化铁路的实际情况,本文提出了一种基于变换器串并联的交直交牵引变电所方案,来解决电气化铁路的电能质量和电分相问题,在拓扑结构、控制策略、并网运行等方面进行了研究和探索,并对方案的可行性和正确性进行了仿真和实验验证。首先,结合我国电气化铁路的特点及现有解决方案的缺陷,提出了一种基于变换器串并联的交直交牵引变电所主电路拓扑。对牵引变电所拓扑进行了详细论述,介绍了各部分的结构与功能,并对功率模块性能进行了分析。该拓扑在电气化铁路中应用具有诸多优势。三相对称的特性适合解决负序问题;输出侧的串并联结构使得该方案可使用低电压小电流应力的开关器件应用于高电压、大电流场合,节省了成本;模块化的设计使得系统具有冗余和容错能力,便于维护和管理。控制系统简单,便于工程应用。对主电路进行了设计,并将所提方案与现有方案在成本、经济效益、整体性能、器件数量,控制系统复杂度等方面进行了对比,突出了其优越性。其次,提出了交直交牵引变电所的控制方案,解决了该交直交系统在电气化铁路中应用的特殊性问题。结合牵引负荷特性及系统控制目标,设计了整体控制方案。研究了输入侧参数最优化设计整定问题,提出了基于牵引负荷特性的输入侧控制策略。对于直流环节的二次脉动,分析了传统数字滤波器在牵引供电场合中应用中存在的缺陷,设计了适用于电气化铁路的直流环节数字滤波器。针对输出侧串并联结构,考虑牵引负荷的非线性和冲击性,确定了级联逆变器的输出电压控制策略和并联结构环流抑制方法。仿真结果表明,该方案可以很好地解决电气化铁路的电能质量问题,且具有良好的输出性能。第三,提出了交直交牵引变电所的并网控制策略。考虑牵引网阻抗的特殊性,对传统下垂控制模型进行了改进。结合主电路结构,提出了基于牵引网阻抗特性的变电所并网运行策略。仿真结果表明,可实现交直交牵引变电所和牵引负荷的“即插即用”,并网过程无冲击,动态性能良好,并可自动分配负荷潮流。此外,牵引网电压水平可得到提升,且变电所内输出侧均流效果较好。最后,基于所提方案研制了实验样机。制作了主电路结构与控制系统,并基于样机进行了实验验证。实验结果验证了所提方案的可行性和正确性。
二、电力机车功率因数补偿装置的故障问题（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电力机车功率因数补偿装置的故障问题（论文提纲范文）
（1）韶山型电力机车功率因数补偿及谐波抑制装置的研究（论文提纲范文）
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电气化铁道的功率因数及谐波 |
| 1.2 功率因数补偿技术的发展 |
| 1.3 电气化铁道的功率因数补偿及谐波抑制主要方法 |
| 1.4 论文研究的主要内容 |
| 第二章 电力机车主电路谐波电流分析与计算 |
| 2.1 电力机车主电路模型及工作原理 |
| 2.2 电力机车主电路的数学模型 |
| 2.3 电力机车谐波分析和仿真计算 |
| 2.3.1 谐波电流分析 |
| 2.3.2 谐波电流仿真计算 |
| 2.3.3 谐波电流对功率因数PF的影响 |
| 第三章 功率因数补偿装置及应用效果分析 |
| 3.1 功率因数补偿和谐波抑制谐波的基本原理 |
| 3.1.1 功率因数补偿的基本原理 |
| 3.1.2 谐波抑制的基本原理 |
| 3.2 SS6B电力机车功率因数补偿装置的设计与实现 |
| 3.2.1 功率因数补偿装置结构 |
| 3.2.2 功率因数补偿装置参数的计算 |
| 3.2.3 功率因数补偿装置稳态电流与电压计算 |
| 3.3 功率因数补偿装置的应用效果分析 |
| 3.3.1 应用效果实测及分析 |
| 3.3.2 功率因数补偿装置抑制谐波电流仿真及分析 |
| 第四章 功率因数补偿装置投切及控制 |
| 4.1 功率因数补偿装置投切原则 |
| 4.1.1 投切实时条件 |
| 4.1.2 投切控制依据 |
| 4.2 功率因数补偿装置的保护及状态检测 |
| 4.2.1 功率因数补偿装置的保护措施 |
| 4.2.2 功率因数补偿装置的故障 |
| 4.2.3 功率因数补偿装置的状态检测措施 |
| 4.3 功率因数补偿装置的控制系统 |
| 4.3.1 控制系统的构成 |
| 4.3.2 控制系统的电路简介 |
| 4.3.3 控制系统的软件功能 |
| 第五章 功率因数补偿装置几个问题的进一步分析 |
| 5.1 补偿装置对牵引变电所滤波器设计的影响 |
| 5.1.1 分析原理 |
| 5.1.2 仿真计算 |
| 5.2 补偿装置电路的极限工作状态分析 |
| 5.2.1 晶闸管上的极限电压 |
| 5.2.2 流过补偿装置的电流 |
| 5.2.3 补偿装置投入工作时的过渡电流 |
| 5.2.4 晶闸管误导通的危害 |
| 5.3 提高补偿装置的运行可靠性 |
| 5.3.1 补偿电路本身的可靠性措施 |
| 5.3.2 防止晶闸管误导通的措施 |
| 第六章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况 |
（2）基于27.5kV直挂式级联型APF的电气化铁路电能质量治理技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 电气化铁路电能质量问题 |
| 1.2.1 机车负荷无功影响 |
| 1.2.2 机车负荷谐波影响 |
| 1.3 电气化铁路电能质量治理技术研究现状 |
| 1.3.1 电气化铁路电能质量治理措施 |
| 1.3.2 不同治理技术分析 |
| 1.4 课题研究工程背景 |
| 1.5 本文主要内容 |
| 2 牵引负荷电气特性 |
| 2.1 机车牵引传动系统主电路 |
| 2.2 机车与牵引变电所负荷测试 |
| 2.3 机车负荷电气特性 |
| 2.3.1 机车功率因数 |
| 2.3.2 机车电流谐波 |
| 2.3.3 机车励磁暂态 |
| 2.4 牵引变电所负荷电气特性 |
| 2.4.1 牵引母线无功 |
| 2.4.2 牵引母线谐波 |
| 2.5 结论 |
| 3 电气化铁路直挂式有源补偿系统结构 |
| 3.1 有源补偿系统结构 |
| 3.1.1 既有有源补偿方案分析 |
| 3.1.2 直挂式级联型有源补偿方案 |
| 3.2 不同牵引供电方式下有源补偿结构 |
| 3.2.1 27.5kV供电方式 |
| 3.2.2 2×27.5kV供电方式 |
| 3.2.3 55kV供电方式 |
| 3.3 级联型有源补偿系统原理分析 |
| 3.3.1 主电路工作原理 |
| 3.3.2 无功与谐波补偿原理 |
| 3.3.3 有源补偿特性分析 |
| 3.4 牵引变电所有源补偿工程方案 |
| 3.4.1 有源补偿系统工程结构 |
| 3.4.2 功率单元结构 |
| 4 电气化铁路级联型APF控制策略 |
| 4.1 改进型锁相环 |
| 4.1.1 改进型锁相环结构 |
| 4.1.2 仿真验证与分析 |
| 4.2 参考电流检测与提取方法 |
| 4.2.1 单相参考电流检测方法 |
| 4.2.2 改进型i_p-i_q参考电流检测方法 |
| 4.2.3 无锁相环的单次谐波检测方法 |
| 4.3 全局直流电压建模及控制 |
| 4.3.1 直流侧瞬时能量平衡模型 |
| 4.3.2 全局直流电压闭环控制 |
| 4.3.3 仿真结果与分析 |
| 4.4 电流控制策略 |
| 4.4.1 无差拍-准谐振复合瞬时电流控制 |
| 4.4.2 基于dq解耦的直接电流控制 |
| 4.4.3 仿真结果与分析 |
| 4.5 直流电压均衡控制策略 |
| 4.5.1 基于矢量重构的直流电压均衡控制 |
| 4.5.2 基于脉冲交换的直流电压均衡控制 |
| 4.5.3 仿真结果与分析 |
| 5 级联型APF仿真与工程调试 |
| 5.1 典型机车负荷联合仿真 |
| 5.1.1 牵引供电系统建模 |
| 5.1.2 机车典型工况联合仿真 |
| 5.1.3 机车励磁涌流抑制 |
| 5.1.4 非理想牵引网电压仿真 |
| 5.1.5 基于实测负荷数据仿真 |
| 5.2 系统保护与故障处理 |
| 5.2.1 功率单元检测 |
| 5.2.2 系统状态检测 |
| 5.2.3 故障处理 |
| 5.3 工业机有源电力滤波器主电路设计 |
| 5.3.1 功率单元数目设计 |
| 5.3.2 补偿容量设计 |
| 5.3.3 直流侧储能电容设计 |
| 5.3.4 交流侧电感设计 |
| 5.4 数字控制系统设计 |
| 5.4.1 硬件系统结构 |
| 5.4.2 软件流程设计 |
| 5.5 试验结果 |
| 5.5.1 小功率样机调试与验证 |
| 5.5.2 27.5kV大功率工程机调试与验证 |
| 6 结论 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于MMC的牵引网谐波和负序综合治理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 牵引供电制式和电能质量问题 |
| 1.2.1 牵引供电制式 |
| 1.2.2 牵引供电系统电能质量问题 |
| 1.3 牵引供电电能质量补偿技术研究现状 |
| 1.3.1 同相供电技术 |
| 1.3.2 铁路功率调节器技术 |
| 1.4 模块化多电平高压逆变技术研究现状 |
| 1.4.1 模块化级联多电平拓扑 |
| 1.4.2 调制策略 |
| 1.4.3 直流电压控制方法 |
| 1.4.4 内部环流抑制技术 |
| 1.5 论文选题和各章节安排 |
| 第二章 牵引网谐波和负序特性分析 |
| 2.1 电力机车的电能质量特性分析 |
| 2.1.1 交-直电力机车电能质量特性 |
| 2.1.2 交-直-交电力机车电能质量特性 |
| 2.1.3 两种机车混跑的电能质量特性 |
| 2.2 谐波和负序传播特性及影响分析 |
| 2.2.1 牵引供电系统模型 |
| 2.2.2 谐波传播特性及影响分析 |
| 2.2.3 负序产生机理及影响分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 V/V供电系统负序电流优化问题建模与求解 |
| 3.1 V/v供电的负序电流优化问题模型 |
| 3.1.1 V/v型牵引供电系统简介 |
| 3.1.2 问题建模 |
| 3.2 优化求解 |
| 3.2.1 优化问题特征分析 |
| 3.2.2 两种算法特征分析 |
| 3.2.3 对比求解分析 |
| 3.4 自适应优化实现及实例 |
| 3.4.1 Matlab符号数学工具箱简介 |
| 3.4.2 自适应实时优化策略 |
| 3.4.3 工程实例求解 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 MRPC拓扑结构及关键技术研究 |
| 4.1 MMC工作原理 |
| 4.1.1 拓扑结构 |
| 4.1.2 工作原理 |
| 4.2 MRPC拓扑结构对比 |
| 4.2.1 两桥臂MRPC拓扑及工作原理 |
| 4.2.2 四桥臂MRPC拓扑及工作原理 |
| 4.2.3 三桥臂MRPC拓扑及工作原理 |
| 4.2.4 三种拓扑比较分析 |
| 4.3 两相三桥臂系统分析 |
| 4.3.1 电压关系 |
| 4.3.2 电流关系 |
| 4.3.3 功率关系 |
| 4.3.4 环流分析 |
| 4.4 两相三桥臂MRPC控制关键技术研究 |
| 4.4.1 负序及无功电流检测方法 |
| 4.4.2 桥臂环流抑制策略 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 MRPC-HPF谐波抑制技术研究 |
| 5.1 谐波快速检测方法 |
| 5.1.1 基于SOGI方法的谐波检测算法 |
| 5.1.2 改进型SOGI特定次谐波检测算法 |
| 5.2 MRPC谐波抑制技术 |
| 5.2.1 谐波同步旋转坐标系与静止坐标系对应关系 |
| 5.2.2 静止坐标系下指定次谐波电流无静差抑制策略 |
| 5.3 高通滤波器优化设计 |
| 5.3.1 截止频率的选取 |
| 5.3.2 位置选择分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于RT-LAB的MRPC系统设计及仿真验证 |
| 6.1 RT-LAB实时仿真平台搭建 |
| 6.1.1 实时仿真平台介绍 |
| 6.1.2 MRPC实时仿真建模方法 |
| 6.2 MRPC参数设计 |
| 6.3 系统仿真验证 |
| 6.3.1 负序电流补偿 |
| 6.3.2 谐波抑制 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 攻读学位期间的主要成果 |
（4）电力机车无功补偿与谐波抑制系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电气化铁道系统构成和我国电气化铁道运营现状 |
| 1.1.1 牵引机车的供电系统 |
| 1.1.2 我国电气化铁道运营现状 |
| 1.1.3 我国电力机车发展概况及其工作原理 |
| 1.1.4 电气化铁道对公共电网的危害 |
| 1.2 电气化铁道的功率因数及谐波问题 |
| 1.2.1 功率因数标准 |
| 1.2.2 谐波标准 |
| 1.3 电气化铁道的功率因数补偿及谐波抑制主要方法 |
| 1.4 国内外电气化铁道无功补偿技术的现状 |
| 1.5 电力机车无功补偿及谐波抑制发展趋势 |
| 1.6 牵引供电系统无功和谐波现状 |
| 1.6.1 电力机车谐波电流 |
| 1.6.2 牵引供电系统存在的问题 |
| 1.6.3 无功补偿及谐波抑制装置安装位置选择 |
| 1.7 本文拟采取的技术路线及方案 |
| 1.8 本文要实现的最终目标 |
| 第二章 无功补偿与谐波抑制的原理研究与分析 |
| 2.1 无功与谐波的理论分析基础 |
| 2.1.1 谐波定义和分析方法 |
| 2.1.2 谐波术语的数学表达式 |
| 2.1.3 无功功率及功率因数 |
| 2.2 电力机车无功补偿及谐波抑制的基本原理 |
| 2.2.1 电力机车无功补偿的基本原理 |
| 2.2.2 电力机车无源滤波的基本原理 |
| 第三章 电力机车无功补偿及谐波抑制的研究与设计 |
| 3.1 主控单元设计与实现 |
| 3.1.1 主控单元构成 |
| 3.1.2 机车无功补偿主系统 |
| 3.1.3 主电路元件参数的计算 |
| 3.2 电力机车无功补偿及谐波抑制装置的投切 |
| 3.2.1 投切开关的设计 |
| 3.2.2 控制目标的选取 |
| 3.2.3 控制策略和触发时刻的选取 |
| 3.3 补偿装置主电路运行的可靠性 |
| 3.3.1 补偿电路本身的可靠性措施 |
| 3.3.2 防止晶闸管误导通的措施 |
| 3.3.3 无功补偿装置的保护及故障 |
| 第四章 电力机车无功补偿及谐波抑制装置的控制系统设计 |
| 4.1 控制系统硬件设计 |
| 4.1.1 微控制器选型与设计 |
| 4.1.2 数据采集电路设计 |
| 4.1.3 其他控制器外围电路设计 |
| 4.1.4 触发输出电路设计 |
| 4.1.5 人机对话部分设计 |
| 4.2 控制系统软件设计 |
| 4.2.1 采样算法设计 |
| 4.2.2 数字滤波 |
| 4.2.3 主程序设计 |
| 第五章 仿真试验 |
| 第六章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者攻硕期间取得的成果 |
（5）论新一代牵引供电系统及其关键技术（论文提纲范文）
| 1 牵引变电所的组合式同相供电技术 |
| 1.1 组合式同相供电方案 |
| 1.2 牵引变压器和同相补偿装置的容量计算 |
| 1.3 设计方法与步骤 |
| 2 新型双边供电技术 |
| 2.1 等效电路 |
| 2.2 均衡电流 |
| 2.3 电压损失 |
| 3 牵引网分段供电与状态测控技术 |
| 3.1 带电列车位置与运行状态辨识 |
| 3.2 故障潮流符号值与牵引网故障辨识 |
| 4 系统与其经济性、可靠性 |
| 5 结束语 |
（6）V/v牵引供电系统电能质量综合控制技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.1.1 电气化铁路供电系统及电力机车 |
| 1.1.2 电气化铁路电能质量问题及危害 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 电气化铁路电能质量治理技术研究现状 |
| 1.2.1 改进电力机车 |
| 1.2.2 改善牵引供电方式 |
| 1.2.3 电网侧加装补偿装置 |
| 1.2.4 牵引侧加装补偿装置 |
| 1.2.5 现有治理技术对比分析 |
| 1.3 本文的主要研究内容及结构 |
| 第2章 V/v牵引供电系统电能质量特性 |
| 2.1 负序特性 |
| 2.1.1 三相电压不平衡度 |
| 2.1.2 三相V/v接线型式下负序电流及负荷电流分析 |
| 2.2 电压偏差和波动特性及与负荷的关系 |
| 2.2.1 电压偏差及与负荷的关系 |
| 2.2.2 电压波动及与负荷的关系 |
| 2.3 功率因数特性 |
| 2.4 谐波特性 |
| 2.4.1 谐波电流特征 |
| 2.4.2 谐波电压特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 V/v-PQMS结构及原理 |
| 3.1 电能质量问题现状 |
| 3.2 传统解决方案 |
| 3.2.1 平衡变压器治理效果仿真分析 |
| 3.2.2 SVC治理效果仿真分析 |
| 3.3 V/v-PQMS拓扑结构 |
| 3.4 V/v-PQMS电能质量综合治理原理 |
| 3.5 单相多重化电压源换流器PWM分析 |
| 3.5.1 开关模式 |
| 3.5.2 多重化原理及输出电流谐波分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 V/v-PQMS建模与控制 |
| 4.1 V/v-PQMS控制系统结构体系与控制目标 |
| 4.1.1 控制系统结构体系 |
| 4.1.2 系统控制目标 |
| 4.2 系统建模 |
| 4.2.1 单相VSC基频数学模型 |
| 4.2.2 系统dq模型的建立 |
| 4.3 PI控制器设计与分析 |
| 4.4 QPR控制器设计与分析 |
| 4.4.1 准比例谐振控制器简介 |
| 4.4.2 准比例谐振控制器设计 |
| 4.4.3 QPR控制器与PI控制器对比分析 |
| 4.5 控制策略综合仿真研究与分析 |
| 4.5.1 仿真主电路 |
| 4.5.2 仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 V/v-PQMS非对称补偿设计及优化计算 |
| 5.1 V/v-PQMS非对称补偿设计 |
| 5.1.1 非对称补偿原理 |
| 5.1.2 非对称补偿设计 |
| 5.1.3 对称补偿与非对称补偿比较 |
| 5.2 V/v-PQMS补偿功率给定值实时优化计算 |
| 5.2.1 V/v-PQMS优化补偿原理 |
| 5.2.2 V/v-PQMS补偿功率优化模型 |
| 5.2.3 补偿功率给定值实时优化计算 |
| 5.2.4 算例分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 V/v-PQMS原理样机研制 |
| 6.1 原理样机结构及功能 |
| 6.1.1 原理样机结构 |
| 6.1.2 原理样机功能 |
| 6.2 原理样机设计方案 |
| 6.2.1 原理样机控制系统分析 |
| 6.2.2 主要部件设计 |
| 6.3 原理样机综合治理效果仿真分析 |
| 6.3.1 原理样机仿真设计 |
| 6.3.2 原理样机仿真结果 |
| 6.4 原理样机测试 |
| 6.4.1 运行测试 |
| 6.4.2 测试数据统计分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 V/v-PQMS工程样机研制与应用 |
| 7.1 V/v牵引供电所电能质量问题及治理要求 |
| 7.1.1 V/v牵引供电所供电背景 |
| 7.1.2 V/v牵引供电所电能质量问题 |
| 7.1.3 治理要求和方法 |
| 7.2 工程样机结构及参数设计 |
| 7.2.1 工程样机结构分析 |
| 7.2.2 关键参数设计 |
| 7.3 综合治理效果分析 |
| 7.3.1 电网侧电压电流波形 |
| 7.3.2 三相电压不平衡度 |
| 7.3.3 功率因数 |
| 7.3.4 电压波动 |
| 7.3.5 谐波和畸变 |
| 7.3.6 综合治理效益分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读学位期间成果 |
| 附录B 工程样机照片 |
| 致谢 |
（7）用于组合式同相供电的电力电子变压器拓扑及运行分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 同相供电技术的发展现状 |
| 1.3 电力电子变压器的发展 |
| 1.4 MMC的发展 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 2 用于组合式同相供电的电力电子变压器拓扑及容量分析 |
| 2.1 组合式同相供电系统 |
| 2.2 MMC基本原理 |
| 2.3 组合式同相供电中的PET拓扑 |
| 2.4 系统容量分析 |
| 2.4.1 组合式同相供电的电流分配 |
| 2.4.2 系统的无功、负序综合补偿容量分析 |
| 2.4.3 MMC-PET拓扑结构与容量利用率 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 MMC-PET运行参数及仿真分析 |
| 3.1 MMC-PET参数分析 |
| 3.2 MMC-PET无负载运行时控制与仿真 |
| 3.2.1 高压三相MMC整流器控制与仿真 |
| 3.2.2 高压单相MMC逆变器的控制与仿真 |
| 3.2.3 中压单相MMC整流器的控制与仿真 |
| 3.3 MMC-PET环流分析 |
| 3.4 MMC-PET补偿仿真分析 |
| 3.4.1 牵引负荷电流特点 |
| 3.4.2 负荷的电流检测以及系统补偿仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 新型子模块拓扑及MMC-PET运行损耗分析 |
| 4.1 新型MMC子模块拓扑分析 |
| 4.2 MMC-PET的运行损耗分析 |
| 4.3 MMC-PET独立运行的可能性探讨 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（8）模块化多电平同相补偿装置的控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 同相补偿装置研究现状 |
| 1.2.1 同相补偿装置理论研究 |
| 1.2.2 同相补偿装置工程应用 |
| 1.3 MMC控制策略的研究背景与现状 |
| 1.3.1 MMC控制策略研究现状 |
| 1.3.2 基于MMC的同相补偿装置研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 三相两臂MMC-CPD的工作原理和数学模型 |
| 2.1 单相MMC拓扑结构及工作原理 |
| 2.2 三相两臂MMC-CPD拓扑结构及工作原理 |
| 2.3 三相两臂MMC-CPD数学模型的建立 |
| 2.3.1 三相两臂MMC-CPD在 abc静止坐标系下的数学模型 |
| 2.3.2 三相两臂MMC-CPD在 dq旋转坐标系下的数学模型 |
| 2.4 小结 |
| 3 三相两臂MMC-CPD的控制策略研究 |
| 3.1 三相两臂MMC-CPD的指令电流检测 |
| 3.1.1 牵引负荷电流分析 |
| 3.1.2 传统指令电流检测 |
| 3.1.3 基于dq同步旋转坐标系的指令电流检测 |
| 3.2 三相两臂MMC-CPD的电流跟踪控制 |
| 3.2.1 传统控制策略 |
| 3.2.2 基于dq坐标系的VPI控制策略 |
| 3.2.3 基于abc坐标系的直接电流控制策略 |
| 3.2.4 子模块电容电压平衡控制及环流抑制 |
| 3.3 三相两臂MMC-CPD调制策略研究 |
| 3.3.1 载波移相调制 |
| 3.3.2 载波层叠调制 |
| 3.3.3 最近电平逼近调制 |
| 3.4 小结 |
| 4 三相两臂MMC-CPD的仿真分析 |
| 4.1 基于dq坐标系的VPI控制 |
| 4.2 基于abc坐标系的直接电流控制 |
| 4.3 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（9）电气化铁路供电系统电能质量综合补偿技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 插图索引 |
| 附表索引 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 电气化铁路电能质量问题 |
| 1.2.1 交直电力机车牵引供电网及其电能质量问题 |
| 1.2.2 高速铁路牵引供电网及其电能质量问题 |
| 1.2.3 几类典型的牵引供电系统负序电流分析 |
| 1.3 电气化铁路电能质量综合补偿技术研究现状 |
| 1.4 我国电气化铁路电能质量治理技术应用现状 |
| 1.5 论文选题及各章节安排 |
| 第2章 交直型电力机车供电系统综合补偿方法 |
| 2.1 综合补偿装置的拓扑结构 |
| 2.2 补偿装置的工作原理及特性分析 |
| 2.2.1 工作原理分析 |
| 2.2.2 装置容量与成本分析 |
| 2.2.3 谐波抑制特性 |
| 2.3 综合补偿装置的控制方法 |
| 2.3.1 RPC与TSC协调控制策略 |
| 2.3.2 负序、谐波和无功检测 |
| 2.3.3 RPC的控制 |
| 2.4 仿真与实验 |
| 2.4.1 仿真结果 |
| 2.4.2 实验结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于铁路功率调节器的高速铁路负序与谐波综合补偿方法 |
| 3.1. RPC的基本原理 |
| 3.1.1 RPC的结构 |
| 3.1.2 负序补偿原理 |
| 3.2 高速铁路供电系统负序与谐波补偿电流检测方法 |
| 3.2.1 总补偿电流参考信号的产生方法 |
| 3.2.2 谐波、有功和无功参考指令的提取方法 |
| 3.3 RPC控制方法 |
| 3.4 仿真结果 |
| 3.5 实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 混合型高速铁路负序与谐波综合补偿系统及其补偿策略 |
| 4.1 混合型高速铁路负序与谐波综合补偿系统的基本原理 |
| 4.1.1 拓扑结构 |
| 4.1.2 工作原理 |
| 4.2 混合型高速铁路综合补偿系统的专家推理控制策略 |
| 4.2.1 负序电流含量与RPC和TCF、TCR的容量关系分析 |
| 4.2.2 补偿策略与TCF和TCR补偿容量的确定 |
| 4.3 专家推理控制方法 |
| 4.3.1 牵引工况供电臂负载基波电流大小检测 |
| 4.3.2 专家推理控制方法规则 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于两相三线制变流器的高速铁路负序补偿系统 |
| 5.1 基于两相三线制变流器的综合补偿系统的提出 |
| 5.2 补偿结构的补偿原理分析 |
| 5.2.1 两相三线制变流器的工作原理 |
| 5.2.2 补偿结构的负序补偿原理 |
| 5.3 负序检测和复合控制方法 |
| 5.3.1 负序检测及直流侧电压控制方法 |
| 5.3.2 电流复合控制方法 |
| 5.4 仿真和实验验证 |
| 5.4.1 仿真验证 |
| 5.4.2 实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 主电路参数设计方法与模拟实验装置研制 |
| 6.1 RPC主电路元件参数设计 |
| 6.1.1 降压变压器的设计 |
| 6.1.2 RPC交流侧电感的设计 |
| 6.1.3 直流侧电容的设计 |
| 6.2 模拟实验装置的研制 |
| 6.2.1 模拟实验装置的构成 |
| 6.2.2 数字控制系统设计 |
| 6.2.3 控制器软件设计 |
| 6.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读博士学位期间的主要研究成果 |
（10）基于变换器串并联的交直交牵引变电所拓扑结构与控制技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 牵引供电系统突出问题 |
| 1.2.1 牵引负荷无功问题 |
| 1.2.2 牵引负荷谐波问题 |
| 1.2.3 牵引负荷负序问题 |
| 1.2.4 电分相问题 |
| 1.3 牵引供电系统突出问题治理方案国内外研究现状 |
| 1.3.2 相序轮换策略 |
| 1.3.3 使用平衡变压器 |
| 1.3.4 无源和有源补偿方案 |
| 1.3.5 三相-单相对称变换 |
| 1.3.6 治理方案对比 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 交直交牵引变电所结构 |
| 2.1 交直交牵引变电所主电路拓扑结构 |
| 2.1.1 高压大功率变换器 |
| 2.1.2 交直交牵引变电所主电路结构 |
| 2.2 交直交牵引变电所主电路设计 |
| 2.2.1 系统级 |
| 2.2.2 整流输入 |
| 2.2.3 直流环节 |
| 2.2.4 逆变输出 |
| 2.3 与现有方案的优势对比分析 |
| 2.3.1 与传统牵引供电系统的对比 |
| 2.3.2 与RPC以及基于有源补偿装置的同相供电系统的对比 |
| 2.3.3 与基于MMC的牵引环流站方案对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 交直交牵引变电所控制策略 |
| 3.1 总体控制方案设计 |
| 3.2 交直交牵引变电所输入侧控制 |
| 3.2.1 交直交系统输入侧整体控制策略 |
| 3.2.2 单相PWM整流器工作原理和数学模型 |
| 3.2.3 单相PWM整流器控制策略 |
| 3.3 交直交牵引变电所输出侧控制 |
| 3.3.1 输出侧整体控制策略 |
| 3.3.2 级联逆变器输出电压控制 |
| 3.3.3 并联逆变器环流抑制 |
| 3.3.4 调制策略 |
| 3.4 仿真结果与分析 |
| 3.4.1 单相整流器仿真 |
| 3.4.2 电网侧电能质量仿真 |
| 3.4.3 输出侧串并联结构仿真 |
| 3.4.4 负载电流前馈环节仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 并网运行控制策略 |
| 4.1 逆变器控制技术 |
| 4.2 并网运行特性 |
| 4.3 并网运行控制策略 |
| 4.4 并网运行仿真结果与分析 |
| 4.4.1 并网运行场景 |
| 4.4.2 空载工况下牵引变电所输出电压与电流 |
| 4.4.3 负载工况下牵引变电所输出电压与电流 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 实验样机研制 |
| 5.1 实验样机主电路 |
| 5.1.1 实验样机整体结构 |
| 5.1.2 功率模块结构 |
| 5.2 控制系统硬件结构及软件流程 |
| 5.2.1 控制系统硬件结构 |
| 5.2.2 控制系统软件流程 |
| 5.3 样机实验结果分析 |
| 5.3.1 功率模块实验结果分析 |
| 5.3.2 样机整机性能调试结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、电力机车功率因数补偿装置的故障问题（论文参考文献）
- [1]韶山型电力机车功率因数补偿及谐波抑制装置的研究[D]. 徐宗祥. 中南大学, 2003(03)
- [2]基于27.5kV直挂式级联型APF的电气化铁路电能质量治理技术研究[D]. 吴丽然. 北京交通大学, 2017(11)
- [3]基于MMC的牵引网谐波和负序综合治理技术研究[D]. 王卫安. 中南大学, 2014(12)
- [4]电力机车无功补偿与谐波抑制系统的研究与设计[D]. 李建峰. 电子科技大学, 2011(06)
- [5]论新一代牵引供电系统及其关键技术[J]. 李群湛. 西南交通大学学报, 2014(04)
- [6]V/v牵引供电系统电能质量综合控制技术及应用研究[D]. 罗培. 湖南大学, 2016(06)
- [7]用于组合式同相供电的电力电子变压器拓扑及运行分析[D]. 汪乾韬. 兰州交通大学, 2019(04)
- [8]模块化多电平同相补偿装置的控制策略研究[D]. 武琼. 兰州交通大学, 2019(04)
- [9]电气化铁路供电系统电能质量综合补偿技术研究[D]. 吴传平. 湖南大学, 2012(05)
- [10]基于变换器串并联的交直交牵引变电所拓扑结构与控制技术研究[D]. 李林蔚. 北京交通大学, 2020(03)