电气化铁路电能质量综合治理与仿真
电气化铁路电能质量综合治理与仿真
伴随着电力牵引供电方式的不断改进和电力机车性能的提高，电气化铁路在铁路运输中占有了极其重要的地位。面对我国电气化铁道建设高潮，迫切需要加强电气化铁道技术方面的研究。牵引供电系统是牵引负荷的动力来源，其供电质量的优劣，会对电气化铁路运输产生影响。而当前牵引供电系统存在的一些问题，如谐波、三相不平衡，降低了供电的效率与质量【1-3 】。因此，研究并解决这些问题，建立高效的牵引供电系统不仅必要
而且很有意义。
1、牵引供电系统的特殊性铁道牵引供电系统由电气化铁道一次供电系统、牵引变电所、牵引网三大部分组成。牵引供电系统处于三相的电力系统和电力机车之间，起到变压、变频、变相的作用，将电力系统的或三相电能转换为特定电压、频率、相数的电能，以满足电力机车的需要。从牵引供电系统的位置可以看出，它既是电力系统的负载，又是电力机车的电源，由于它所处的地位决定了它的性能必须同时满足负载和电源的双重要求，即作为三相电力系统的负载，应表现出对称的、纯电阻的特性，也就是从电网吸取三相对称的、纯有功的电流，而且不向电网注入谐波，同时作为电力机车的电源，必须不断地向负载提供满足特定指标的电能，包括负载的有功功率和无功功率，并吸收负载可能产生的谐波【4】。
2、牵引供电系统存在的问题及采取的措施尽管工频单相牵引供电系统具有很多优点，但是仍然面对着谐波和负序电流等问题。
①谐波
电力机车是一个随机变化的感性负载，其基波电流滞后电压一定的角度，由于变压器、牵引电机等设备的非线性，以及电力电子器件的非线性调节作用，使得机车的电流中包含了大量的谐波成分，这些谐波成分在三相供电系统中的分布是不对称的。由于牵引负载的功率大、空间和时间分布随机性强、三相不对称，牵引供电系统是电力系统中一个主要的无功源和谐波源。电力系统产生的谐波与其它整流负荷产生的谐波一样，对电力网及用户带来影响。
②负序电流单相牵引负载对三相供电系统的影响与变电所的联接形式有关，牵引变电所采用这三种基本接线方式时，都会在三相电力系统产生负序电流。对于负序电流的影响，为了使系统不平衡程度限制在规定标准以内，主要采取的措施有：采用高电压大容量电源供电、采用三相一两相平衡牵引变压器、利用相序轮换技术实现牵引供电系统公共接入点的三相平衡、同相供电等。
结合以上措施，本文对YN-VD接线平衡变压器的新型同相供电系统进行分析仿真。
3、基于YN-VD接线平衡变压器的同相供电系统分析及仿真
①系统的总体结构及性能要求
图1 所示，图中SS1, SS2 和SS3 为同相供电牵引变电所，它由主变压器和平衡变换装置（即）组成; 平衡变换装置可采用无源网络（电感、电容）构成，也可以由有源滤波器构成，其作用是消除系统不平衡，滤除谐波并补偿无功；SP1和SP2为分段断路器，并根据需要断开或闭合分段断路器，实现单边或多边或贯通式供电。
图1 同相供电系统结构示意图
BCD（Balance Converting Device ）表示平衡变换装置。当各牵引变电所都能满足三相负载的平衡条件，且输出的电压同相位时，就可以实现同相供电的牵引供电系统。
同相供电系统与既有供电系统在结构上的主要区别是；将现有牵引变电所的2 个供电臂合并，取消分相绝缘器；每个变电所输入侧的接线方式相同，输出侧只有一个绕组连接到供电臂上，使各个变电所输出相位相同的电压。为了防止电力系统经多个变电所及牵引网构成环路，不同变电所之间采用分段绝缘器隔开。由于分段绝缘器两边的电压相位基本相同，所以机车不必采取任何措施就可以直接通过，不会对机车及牵引网造成不利的影响，几乎不会造成机车功率的损失及车速的降低，因而能满足安全、高速、重载的牵引发展要求。
从电力系统的角度考虑，各个变电所除了要满足三相负载平衡的要求外，其取用的电流应该是纯基波有功电流，即机车的无功功率和谐波电流应该在变电所内完全补偿。对平衡变压器的工作过程作进一步的分析发现，当副边两端口仅输出相同的基波电流，且与各自的输出电压同相位时，变压器原边电流不仅是对称的，而且是纯基波有功电流。
因此，为实现同相供电，并满足电力系统的负载要求，在变电所内必须安装BCD是变压器副边两端口仅输出与各自电压同相位的、幅值相同的基波电流。当BCD按此要求工作时，在电力系统与牵引供电系统的任一接入点处，都只相当于接入了一个三相对称的纯电阻网络。这一供电系统的性能，无论对电力系统，还是对电力机车，都将是理想的【5-6】。
②平衡变化装置的结构及控制原理
图2为同相供电系统采用的BCD结构图。它由2个单相的四象限变流器组成，2 个变流器“的背靠背”地连接在一起，共用同一个直流环节，以实现有功能量的传递。采用2个背靠背单相变流器的系统，变电所内平衡器结构简单，只需2台单相变流器即可实现对系统的平衡补偿及无功和谐波的补偿，单相变流器易控制、容易实现、平衡效果好，变电所接线简单、安装维修方便【7-9 】。
图2 平衡变换装置结构图
③为了验证此系统的正确性，用Matlab/Simulink 中的电力系统仿真元件库建立仿真模型。仿真采用的电力系统电压等级为110kV，正馈线与
接触网之间电压为55kV。电力机车牵引电压和
电流如下式所示：
设定负载的功率因数为0.866 （滞后），3 次、5 次谐波的
含量依次为20% 12%平衡变换装置中交流侧电感L=0.6mH,直流侧电压给定位6kV，平衡器中变压器变化K=55/2.5=22，控制电路中，内为滞环比较器的滞环宽度分别给定为8A和12A。图
为平衡器投入后的电力系统三相电流。平衡变换后的电力系统三相电流为对称的纯正弦基波波形与高频调制波形叠加，不含无功电流，是与电压相位相同的纯正弦波【10】
图为平衡器投入后变压器副边绕组电流，副边绕组只存在两相电流，相位相差120度，满足变压器原边平衡条件。
图8 为平衡器实际输出波形，其中一个单相变流器因为要补偿负载
基波无功和谐波电流，因此波形不是正弦波；另一个单相变流器是要满足
三相平衡，因此输出的波形是纯正弦波。
4、结论
①分析了现有牵引供电系统的特殊性，及目前制式带来的三相负载不平衡、无功和谐波的问题，对这些问题目前采取的措施及效果进行讨论，指出了这些措施的不足，提出了设计综合解决负载不平衡、无功和谐波问题的平衡供电装置的设想。
②分析了基于有源滤波器的平衡变换装置，与YN-VD接线变
压器配合，可是实现铁道单相牵引负载到三相电力系统的平衡变换，并能实现同相供电的牵引供电系统。这不仅可以改善电力系统的运行条件，充分
利用系统的容量，而且可以满足电气化铁道
安全、高速、重载的牵引要求，降低铁路运营成本。
清华大学科技成果——城市电网电能质量综合治理
清华大学科技成果——城市电网电能质量综合治理成果简介 随着近些年来我国电力事业的快速发展，装机容量的大幅度提升，供需矛盾已经逐渐不再是电力系统发展的主要矛盾。电网中非线性负载、冲击性负载和不对称性负载不断增加，同时，信息时代各种精密、敏感的生产设备对传统的电网电能质量提出了更高要求，这些都使得电能质量成为日益凸显的主要问题。大型城市电网一般是负荷集中区域，近年来，各类微电子、半导体、生物医药、精密制造、大型金融数据中心等敏感用户对电网的供电电能质量提出了更高要求。对供电企业而言，电能质量问题既是挑战，也是机遇，电网中大量敏感负荷也是供电企业潜在的高端用户，对高品质供电有着强烈需求。 本课题立足深圳电网当前面临的实际问题和迫切需求，主要开展大型城市电网供电电能质量规范体系的研究、重点区域电能质量问题的分析与治理方案研究、敏感用户高品质电力需求分析与对策研究、电能质量治理装置柔性控制、新型拓扑结构和容量优化等关键技术研究，实现方案定制、装置研制与工程示范，为深圳电网重点区域和敏感用户的电能质量综合治理提供理论依据和技术支撑，对全面提高大型城市电网的电能质量和提升敏感用户的电能体验具有积极的示范作用及推广意义。 对深圳电网电能质量突出区域进行调查研究与分析，首次完成深圳市2010-2012年电能质量暂态事件分析，绘制了十二个中心站的ITI （CBEMA）图表，并结合调度数据分析了电压暂降事件原因；通过对
多家电能质量敏感用户的调研走访，完成了深圳电网高品质电力需求分析研究，建立了电能质量污染对高品质需求客户影响的评价指标，完成了深圳干扰源与敏感客户分类指引及抗干扰措施指引。 建设了110kV碧岭变电站10kV动态电压恢复器示范工程，研制了国内容量最大的10kV动态电压恢复器（DVR），首次实现区域范围内电压暂降问题的综合治理示范，可同时治理变电站大供电范围内多个敏感负荷的电压跌落问题。所研制DVR采用自取电方式，较储能方式降低了硬件成本和控制复杂性；采用级联H桥结构直接耦合至中压线路中，可有效解决变压器耦合方式中变压器非线性及饱和所带来的问题。采用分相判断投切晶闸管，分相容量限幅和分相补偿控制，确保了装置灵活性与安全性。装置补偿容量5MV，综合效率大于96%，电压补偿深度：三相跌落70%，单相跌落55%；输出电压谐波：THD 小于5%；动态响应时间小于5ms。 研制了中国首个统一电能质量调节装置UPQC工业级产品，实现用户侧多种电能质量问题的差异化、定制化综合治理示范。直流侧采用超级电容+电解电容组合的形式，避免了系统因电压跌落能量不足导致系统电压跌落更深，甚至系统完全瘫痪的问题。提出了UPQC运行模型的无缝切换及串并联侧协调控制策略。解决了普通装置无法解决的电压暂升情况下的能量回馈电网问题。建设了深圳长城开发科技股份有限公司电能质量综合治理示范工程，装置电压等级380V，补偿容量500kVA-2MVA，综合效率大于96%，电压运行范围±20%，电流谐波补偿能力THD小于5%，功率因数大于0.97，不平衡补偿能力
电气化铁道无功补偿毕业设计
摘要 本文研究的两相型SVG ( Static Var Generator, 静止无功发生器)电铁电能质量综合治理装置是针对我国某牵引变电站的运行方式而设计的,该牵引变电站从220kV变电所引入两回110kV电源,经阻抗匹配平衡变压器后分两个供电臂向电力机车供电。本课题设计的通过直流电容藕合的两相型SVG是针对该牵引变电站的电气特点提出的,可以有效减少牵引供电系统对电力系统的不良影响、保证电力机车的电压不低于正常工作的电压水平,从而提高系统和机车运行的可靠性和改善牵引供电系统电能质量。 本文简要论述了电能质量的概念与我国电铁电能质量的现状,介绍了当前基于电力电子技术的柔性交流输电系统的部分装置。阐述了牵引供电系统的原理及其负荷特性,对我国当前普遍采用的谐波和无功电流的检测方法进行了介绍。介绍了SVG原理,在此基础上提出了适用于我国的、基于阻抗匹配平衡变压器的高速电气化铁路牵引供电系统的电能质量综合治理的两相型SVG 方案,并研究了该SVG的补偿机理与算法。该方案和传统仅作为无功补偿的SVG相比,共用直流型SVG由于能进行有功功率的交换,抑制三相不平衡的能力进一步加强,充分发挥了SVG可以利用电压源型变流器。 关键词:电气化铁路,电能质量,无功补偿，阻抗匹配平衡变压器,两相型SVG
ABSTRACT Two phase SVG study (Static Var Generator, without static var generator ) electrical railway power quality comprehensive treatment device is designed for the operation mode of our country in a traction substation .The two 110kV power traction substation is introduced from 220kV, the impedance matching balance transformer consists of two power supply to the electric locomotive power supply arm. The DC capacitor coupled two-phase type SVG this topic is the design of the electrical characteristics of the traction substation ,can effectively reduce the adverse effects. Traction power supply system for power system to ensure the voltage level voltage of electric locomotive is not lower than the normal work , so as to increase the reliability of the system and the operation of the locomotive and improve the traction power supply system the quality of electric energy. This paper briefly discusses the concepts of power quality and our power in ferroelectric energy quality , introduces the current detection method commonly used and wattles current is introduced in this paper. Introduces the principle of SVG, puts forward the suitable for China ,based on high –speed electrified railway traction power supply system of the impedance matching balance comprehensive quality of governance, and the traditional wattless compensation only as compared to the SVG ,common DC type SVG due to the exchange of active power , ability to suppress the unbalanced three-phase to further strengthen ,give full play to the SVG using a voltage source converter. Keywords: electric railway,power quality ,no power compensation ,the impedance matching balance transformer ,two phase SVG.
电气化铁路并网对电能质量的影响分析概论
电气化铁路并网对电能质量的影响分析 电气化铁路对国民经济发展和社会进步具有重要意义。然而，电力机车负荷的非线性、不对称、冲击性等特点，引发了电力系统谐波、负序电流以及电压波动和闪变等电能质量问题，降低了电力系统的供电质量，影响电力系统的安全和经济运行。 传统电气化铁路采用交-直型电力机车，会产生较高的谐波，且功率因数较低。与传统电气化铁路相比，高速铁路具有牵引负荷大、可靠性要求高、负荷波动频繁、列车负载率高、受电时间长等特点，对牵引站容量和电网配套供电能力提出更高的要求。牵引供电负荷采用交-直-交型电力机车，功率因数接近1，无功的影响相对交-直型电力机车有所改善。但由于仍采用了大量整流、逆变等电力电子器件，因此不可避免地还会产生一定的谐波电流注入公共电网。此外，由于高速铁路牵引供电负荷牵引功率大幅提高，且负荷单相供电，将产生大量的负序电流，导致公共电网的三相不平衡。因此,高速铁路对电力系统电能质量的影响主要是谐波和负序的问题。负序电流使发电机产生转子附加损耗与发热和附加振动，使电力系统中以负序分量启动的继电保护装置误动作，增加变压器的附加量损失和发热等，严重影响电力系统的安全稳定运行。谐波电流给发电机、变压器电力设备带来额外功率损耗，引起继电保护装置误动或拒动，降低了电力系统的可靠性。 一、电气化铁路供电系统 电气化铁路供电系统（power supply system for electrified railway）由电力系统经高压输电、牵引变电所降压、变相或换流等环节，向电气化铁路运行的电力机车、动车组输送电力的全部供电系统，系统结构图见图1。电气化铁路供电系统通常包括两大部分，即对沿线，牵引变电所输送电力的外部供电系统，以及从牵引变电所经降压、变相或换流（转换为直流电）后，向电力机车、动车组供电的变、直流牵引供电系统。供电方式有：直接供电方式、带回流线的直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式和CC供电方式。
低压台区电能质量综合治理交流
低压台区电能质量综合治理系统 1．概述： 随着人民生活水平的提高，家用电器的普及应用，低压电网的三相不平衡及功率因数低的现象越来越严重，造成线路损耗大，末端电压低；变压器出力下降，供电质量差。电能质量综合治理系统，是解决这一问题的最理想的方法。 2. 系统框架图： 3.工作原理： 电能质量综合治理系统是基于在任意二相 跨接电容器，将出现某一相的有功电流转移到另 一相的现象及时就地补偿的原理。把补偿放到线 路上，把监测控制放到出口端，实现整个配网系 统的统一调控，达到低压电网的各项技术指标最 优状态。供电质量更上一个台阶。
4．技术特点： 功能齐全：①混合共补、分补、线补的接法方式，实现最佳的投切。 就地补偿：②电容装置分设于各支路的主要节点，合理配置容量及接法。 多路监测: ③多支路监测，主从控制，统一调节，自主投切。 优化控制: ④使用ARN高速32位嵌入式微处理器，64M大容量存储器， 高速运算，精确投切，补偿精度高。 完善保护: ⑤具备过压、欠压、短路、过载、缺相等完善的保护功能。 过零投切、无涌流、无谐波驻入。 载波通讯: ⑥工频载波通讯保证集中器与各节点设备之间的数据交换及可 靠控制。最远距离可达2公里，抗干扰能力强。 5. 应用场合：①功率因数偏低，需要无功补偿的场合。 ②三相不平衡超过度20%的线路 ③零序电流过大、末端电压过低。 6. 软件应用: ①后台系统管理集中器和各节点设备的资料信息。 ②后台系统对各集中器和各节点设备实施实时监控，随时 读取现场实时数据。 ③后台系统定时采集集中器和各节点设备数据保存到本地 数据库，以便对历史数据进行综合分析和形成报表。
电能质量治理设备项目策划方案
电能质量治理设备项目 策划方案 投资分析/实施方案
电能质量治理设备项目策划方案说明 当前的经济形势非常有利于电能质量企业的发展。从政策上看，节能减排、智能电网等政策标准的推出为电能质量的发展提供了非常有利的政策环境。从市场需求看，国内电能质量的市场空间非常广阔，且随着用户对电能质量的认知度不断提高，市场空间将越来越大。此外，我国风电、光伏等可再生能源的发展，特高压、高压输配电网的铺设，原有电网升级改造，都为电能质量治理产业提供了广阔的市场。预计到2025年，中国电能质量治理产业规模将达到1720.8亿元。 该电能质量治理设备项目计划总投资8206.84万元，其中：固定资产投资6364.22万元，占项目总投资的77.55%；流动资金1842.62万元，占项目总投资的22.45%。 达产年营业收入17797.00万元，总成本费用13627.78万元，税金及附加160.07万元，利润总额4169.22万元，利税总额4904.35万元，税后净利润3126.91万元，达产年纳税总额1777.44万元；达产年投资利润率50.80%，投资利税率59.76%，投资回报率38.10%，全部投资回收期4.12年，提供就业职位266个。 本文件内容所承托的权益全部为项目承办单位所有，本文件仅提供给项目承办单位并按项目承办单位的意愿提供给有关审查机构为投资项目的
审批和建设而使用，持有人对文件中的技术信息、商务信息等应做出保密性承诺，未经项目承办单位书面允诺和许可，不得复制、披露或提供给第三方，对发现非合法持有本文件者，项目承办单位有权保留追偿的权利。 ...... 报告主要内容：概况、建设背景、产业研究分析、项目规划方案、选址分析、土建工程分析、工艺技术说明、环境影响概况、安全卫生、项目风险应对说明、项目节能、计划安排、投资可行性分析、经济效益、总结说明等。
电气化铁路电能质量问题
电气化铁路对电网电能质量的影响及治理措施 1.电气化铁路带来的电能质量问题 电气化铁路是当前我国重点发展的交通方式，它可以提高铁路运输能力、改进铁路运营，同时也有利于实现资源的合理分配、降低运营成本、保护生态环境等，因此，和其它牵引方式相比，电气化在铁路运输中显示出无可比拟的优越性。国务院批准的《中长期铁路网规划》明确，到2020年，我国铁路总里程将达到100000km，其中电气化铁路为50000km，铁路电气化率约为50％，承担的运量比重在80％以上。 电气化铁路由接触网、铁道及电力机车构成，当然还包括各运行机构、指挥自动化系统及其他相关部分。和传统的蒸汽机车或柴油机车牵引列车运行的铁路不同，电气化铁路是指从外部电源和牵引供电系统获得电能，通过电力机车牵引列车运行的铁路。它包括电力机车、机务设施、牵引供电系统、各种电力装置以及相应的铁路通信、信号等设备。它具有下述优点：可广泛利用多种一次能源功率大；速度高；效率高过载能力强运输成本低无烟气排放污染；可靠性好不受外界条件限制在山区和高寒地区电力机车功率发挥更好。电气化铁路的牵引动力是电力机车，机车本身不带能源，所需能源由电力牵引供电系统提供。牵引供电系统主要是指牵引变电所和接触网两大部分。变电所设在铁道附近，它将从发电厂经高压输电线送来的电流，送到铁路上空的接触网上。接触网是向电力机车直接输送电能的设备。沿着铁路线的两旁，架设着一排支柱，上面悬挂着金属线，即为接触网，它也
可以被看作是电气化铁路的动脉。电力机车利用车项的受电弓从接触网获得电能，牵引列车运行。牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种。直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后，向接触网供直流电，这是发展最早的一种电流制，到20世纪50年代以后已较少使用。交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后，向接触网供交流电。交流制供电电压较高，发展很快。我国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频(50赫)25千伏交流制。 电力牵引有利于提高能源的利用率。但是，电气化铁路电力机车是大功率单相整流负荷，对于三相对称的电力系统供电来说，电气化铁路牵引负荷具有非线性、不对称和冲击性等特点，将产生三相不平衡的谐波电流和基波负序电流注入系统，引起公共连接点母线的谐波电流、谐波电压、三相电压不平衡度等多项电能质量指标超标，严重影响了电力系统安全、经济、稳定运行和电力用户的安全用电，造成发电机跳闸，继电保护误动作，发电机转子烧坏，电力电容器及用户的电动机等用电设备的损坏。所以，根据国家有关标准必须对此类负荷接入电网后所产生的谐波、负序、电压闪变等进行分析论证。如不能满足国家标准所规定的允许值，则必须采取补偿措施。随着电气化铁路的比重增加，对系统各组成部分及其相互关系的研究提出了更高的要求电力牵引系统还存在有若干技术难题尚未有效的解决，诸如谐波、无功、负序、弓网关系、故障探测、继电保护等深层次的问题，，使系统很难达到最优化的运行状态在重载及高速电气化的铁路中这
电能质量监测与治理解决方案
电能质量监测与治理解决方案 系统简介： 随着我国能源系统的快速发展，用电负荷也日趋复杂和多样化（如半导体整流、逆变装置、变频调速装置、炼钢电弧炉、电气化铁路等电力电子设备的大量应用）。由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性，引起诸如谐波、负序、闪变、电压暂态等电能质量问题，对电网运行带来越来越严重的后果。据统计，每年，瞬时电能质量给国内生产企业造成数十亿美元的资金损失。实际上，电能质量监测装置导致的损失呈逐年上升的趋势，越来越多的企业深受其害，所以对电能质量的监测与治理变得尤为重要。 推荐方案： 电能质量监测与治理系统，采用现代化的测量技术、网络技术和计算机技术实现对整个系统的电能质量监测和治理功能，提高系统的能源管理效率，保障系统的安全可靠运行。 电能质量监测与治理系统分为两部分： 1）电能质量监测系统：系统管理软件、电能在线监测装置。 2）电能质量治理系统：谐波治理设备（NSA200APF有源电力滤波装置）、电容器微机保护装置（SVG）。 正是在以上先进技术产品的基础上为用户提供完整可靠的电能质量监测与治理解决方案。 电能质量监测系统解决方案 ◆针对电能质量监测，我公司开发了电能质量监测系统。
电能质量监测系统结构图： ◆通过在输配电系统各环节、各用电设备节点现场安装电能质量监测仪表，系统可以监测到各节点的电能质量数据。监控管理计算机接收各现场监控节点发送来的电能质量数据，由监控软件进行数据的监视、分析、统计，并将结果显示出来，管理人员可以随时观察到各节点的运行状态。 ◆当出现电压波动、突变、超出范围的谐波等电能质量下降的情况时，监控软件会及时发现异常并进行报警，提醒操作人员进行适当的处理。监控软件还可以存储历史数据，操作人员需要时可以随时打印数据报表、波形图等，以便分析发电机保护系统的电能质量的情况，分析和排除可能的故障点，进行必要的治理，提高电能质量。 电能质量治理系统方案 ◆通过对企业的电力系统进行分析诊断后，将制定一套严密的方案，用最小的成本解决用户最主要的电能质量问题。 ◆因SVG可以同时实现无功补偿、谐波治理和平衡三相负荷三种功能及的现进技术，所以本套方案可解决各种电能质量（负荷的平稳与否、功率因数的高低差异、谐波大小及电压的平衡与否）的治理。 ◆电能质量治理系统结构图 ◆在治理电能质量时，因方案差异，成本差别较大，需要科学计算、选择。针对谐波和无功，我们通常建议客户采用SVG+APF的组合方式，备自投保护装置在高压侧采用SVG集中补偿无功和治理
基于模块化多电平变换器的智能台区电能质量综合治理方法研究
基于模块化多电平变换器的智能台区电能质量综合治理方法研究 发表时间：2018-01-12T17:10:01.867Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：胡宝玉1 李洪岩2 闫军3 [导读] 摘要：针对目前农网配电台区中存在三相不平衡、低电压以及谐波等多元化电能质量问题，提出了一种基于模块化多电平变换器 (Modular Multilevel Converter, MMC)的智能台区电能质量综合治理方法，分析并阐述了基于MMC技术的静止无功发生器(Static Var Generation, SVG)拓扑结构及基本控制策略，基于英博电气自主研发的台区变静止无功发生器INPPCG 50/0 (1.北京潞电电力建设有限公司北京市通州区;2.北京潞电电力建设有限公司北京市通州区;3.北京潞电电力建设有限公司北京市通州区) 摘要：针对目前农网配电台区中存在三相不平衡、低电压以及谐波等多元化电能质量问题，提出了一种基于模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter, MMC)的智能台区电能质量综合治理方法，分析并阐述了基于MMC技术的静止无功发生器(Static Var Generation, SVG)拓扑结构及基本控制策略，基于英博电气自主研发的台区变静止无功发生器INPPCG 50/0.4-F对上述策略进行了验证，最后对智能台区电能质量综合治理装置实际运行场景下的测试数据进行了分析，分析表明所开发的电能质量综合治理装置可灵活运行在三相不平衡+无功补偿、三相不平衡+谐波补偿和三相不平衡补偿等多元化补偿模式，并能够对各电能质量问题可进行有效治理。 关键词：模块化多电平变换器；静止无功发生器；农村配电网；电能质量综合治理装置 Research on Comprehensive Management of Power Quality in Rural Grid Based on Modular Multilevel Converter Author1：hubaoyu,, Author2:lihonyan,, Author3:yanjun. ( beijingludiandianlijiansheyouxiangongshi ) Abstract: Aiming at the problem of diversified power quality in rural grid, such as three-phase imbalance, low voltage and harmonics, this paper proposed a comprehensive management of power quality based on Modular Multilevel Converter. This paper analysis and expatiates the topology and control strategy of Static Var Generation based on MMC technology. The above strategy was validated based on Power quality comprehensive management device INPPCG 50 / 0.4-F, which was developed by In Power Electric Company. Finally, the test data of the actual operation shows that the developed power quality comprehensive control device can be run flexibly in the three-phase unbalanced + reactive power compensation mode, three-phase unbalance + harmonic Wave compensation mode and three-phase unbalance compensation mode. The developed power quality comprehensive control device can improve each power quality problems significant. Key words: Modular Multilevel Converter, Static Var Generation, Rural power grid, Power quality comprehensive control device 0 引言 农网由于供电线路长，供电网络中即存在三相用电负荷，也有单相用电负荷[1-3]。另一方面随着电子电子技术的发展，各种分布式电源通过变流并网接入农网中，导致农网电能质量恶化，造成馈线末端电压跌落、谐波污染以及三相不平衡等[4-5]。各电能质量问题分别使得线路损耗增大、配电网变压器利用率降低、中性点偏移以及设备寿命缩短。 为解决上述问题，国内外先后采用串并联电容器、同步调相机、静止无功补偿器以及静止无功发生器等方法。其中串并联电容器以及同步调相机为无功补偿领域中应用最广泛的无功补偿装置，文献[6]基于投切电容器的方法提出了电容器优化投切的作用范围法，研究了电容器补偿点前后无功规划的方法，该方法具备响应速度较快、控制简单及单位投资低等优点，但该补偿方式属于一种有级的无功调节，虽结合目前先进的控制技术，投切电容器法具有广泛市场，但仍不能进行平滑调节，在负荷波动较频繁的场景下出现技术瓶颈。文献[7]对同步调相机应用到无功补偿中的机理及控制方法进行了研究，结果表明该方法能够进行连续的调节，调节精度好且控制简单，但因其成本高及安装复杂等缺点，目前正逐步淘汰。静止无功补偿器(Static Var Compensator, SVC)作为一种FACTS装置，是目前广泛应用的动态无功补偿方法。文献[8-9]对SVC控制策略及对电力系统电压稳定性影响进行了研究，结果表明该技术具备较好的综合性能。SVG基于瞬时无功功率的概念和补偿原理采用GTO构成的换相交流器，其在调节灵活性、响应速度、调节精度等性能指标上较SVC更优，是目前调节效果最好的装置，但受限于其体积大、成本高和控制复杂等确定缺点。为解决上述瓶颈，文献[10]将多电平技术运用到SVG变换器中，结果表明其具有输出谐波含量少，降低器件及成本等有点。 本文将在一种新型的模块化多电平变换器拓扑结构上研究其控制策略，该拓扑结构具有公共直流母线可实现四象限运行，并以英博电气研发的台区静止无功发生器INPPCG 50/0.4-F作为实验装置，最后通过对内蒙准格尔薛家湾供电公司、河北廊坊供电公司、江苏苏州供电公司以及浙江宁波供电公司现场实际运行结果分析，验证了基于MMC技术的SVG装置INPPCG 50/0.4-F在电能质量综合治理上具备良好的效果。 1 模块化多电平SVG拓扑结构及控制策略 1.1 单相及三相拓扑结果 模块模多电平变换器SVG单相拓扑如图1所示，源端为两个并联的电容，其容量一般设置为相同。上桥臂由n个功率单元和一个交流电抗器组成，下桥臂与上桥臂对称，Ui为功率单元，且各功率单元结构相同，可即插即用，便于设计和维护，因此该拓扑高度模块化，具有
电能质量综合优化装置MEC
济南XXX水处理厂（电能质量治理技改方案） 2015年5月11日
目录 第一章电能质量治理及节能技改方案简介 (3) 1.1XXXX供配电系统概述 (3) 1.2 电能质量存在的问题分析 (3) 第二章治理方案选择 (3) 2.1 治理方案的选择 (3) 2.2 MEC的特点 (3) 第三章补偿容量设备选型 (4) 3.1设备选型 (4) 3.2 MEC装置系统连接示意图 (4)
第一章电能质量治理技改方案简介 1.1济南XXX水处理厂供配电系统概述 济南XXX水处理厂10kV母线安装有1台配变，容量为400kVA主要为厂区生产设备供电，负载总功率300KW，负载主要是电机、照明以及少量变频器。 根据提供的以上数据，初步分析存在如下问题。 1.2 电能质量存在的问题分析 1.2.1在生产过程中，存在相当多非线性负载，整体功率因数不高、无功功率偏高；负载有变频器，会有谐波问题；照明比较多，会有三项不平衡的问题。 1.2.2常规电容器无功补偿速度慢，无法动态跟踪负荷变化，经常出现欠补或过补的情况。补偿效果差，功率因数偏低。 1.2.3由于无功、谐波以及三相不平衡问题并存，功率因数偏低，有谐波；功率因数由于偏低不能满足电网公司考核要求，估计每月电费交款单上显示为力调电费罚款。 综合上述问题，有必要对该系统中的无功及谐波进行治理，从而降低系统无功损耗；而消除谐波在改善电能质量、提高系统运行的可靠性的同时也降低线路及变压器损耗，有效的节约电能。 第二章治理方案选择 2.1 治理方案的选择 目前针对无功、谐波以及三相不平衡问题，采用我公司自主研发的电能质量综合优化装置MEC，兼具无功补偿及谐波治理功能。推荐在变压器低压侧安装一套我公司的MEC产品。 2.2 MEC的特点 电能质量综合优化装置---MEC具有以下特点。 1、采用模块化设计，各模块单元可单独或同时补偿无功、谐波、三相不平衡。 无功补偿能力：从额定容性至额定感性，无级调节，反应速度快。 谐波治理能力：自身不输出谐波，也不会放大系统谐波，同时对多次谐波进行滤除。 三相不平衡治理：三相交流电通过直流侧连接，可以调配功率，三相不平衡治理能力强。
电气化铁道电能质量综合治理系统
电气化铁道电能质量综合治理系统 摘要：针对目前电气化铁道AT或直供系统中普遍存在的负序、谐波和功率因数低等电能质量问题，提出了一种基于YN_接线平衡变压器的电气化铁道电能质量综合治理系统.该系统充分挖掘了YN_型牵引变压器二次侧可带三相系统的潜能，在无需降压变压器的情况下，实现了三相全桥型有源功率调节系统和主牵引变压器的融合.给出了该系统的构成方式，分析了该系统补偿负序、谐波和无功的基本原理，提出了电流检测和控制方法.根据实际变电站参数和实测牵引负荷数据建立了该系统的仿真模型.仿真结果表明所提系统具有良好的负序、谐波和无功补偿性能. 关键词：负序,谐波,平衡变压器,电气化铁道,电能质量治理 铁路运输是国民经济的大动脉，其快速发展将给经济的增长带来强劲动力和可靠保障.随着电气化铁道的建设朝着重载货运和高速客运方向发展，牵引机车的功率不断增大，列车追踪间隔进一步减小，电气化铁道所引起的电能质量问题发生了一些变化.对于韶山型机车和动车组混跑的线路，其负序、谐波和功率因数低仍然是比较严重的问题，而对于高铁专线，其主要问题是负序问题.这些问题给牵引供电系统的进一步发展带来挑战，引起了国内外学者的广泛关注[1-3]. 考虑到成本因素，牵引变电所高压侧三相进线采用相序轮换技术是抑制负序最传统的方法[4].但牵引网一旦建成相序无法再变更，缺乏灵活性是其主要缺点. 另一种方法是采用平衡变压器.平衡变压器是一种
在电气化铁道牵引供电系统中广泛使用的特种变压器，它主要将三相制公共电力系统转变成两相制牵引供电系统，能完全消除一次侧的零序电流，并具有一定的负序抑制能力，但该能力受到牵引负荷波动影响较大，负荷越不平衡其抑制负序的能力越差，故难以完全消除负序对电力系统的影响.对于谐波和无功，则采用LC无源滤波器，兼做无功补偿. 针对上述无源治理方法的缺点，多种有源治理方法弥补了无源治理方法的不足.在众多有源治理方法中，铁路功率调节器(railway power conditioner，RPC)[5-7]无疑是其中最成功的.它通过对两相基波有功负荷进行重新分配，并独立补偿各相的谐波和无功，能成功实现牵引变电站的负序、谐波和无功的综合治理，并被部分牵引变电所采用、投入运行[8-9].但该系统由于采用了背靠背单相全桥型逆变器拓扑结构，其逆变器最高输出电压等于其直流侧电压，且共需8组功率器件，其直流电压利用率有进一步提高的空间，功率器件的数目也可进一步减少.另一些背靠背结构的有源和无源混合型铁路功率调节系统[10]也存在类似的问题.鉴于此，2004年，Sun等[11]提出了有源电能质量补偿器(active power quality compensator，APQC)系统，该系统成功将三相全桥型有源系统应用在电气化铁道的电能质量综合治理中，减少了功率器件的使用，同时也提高了直流电压的利用率，但是该系统需要一台结构复杂的SCOTT 变压器将主变和有源系统进行匹配，这将大大增加系统的投资成本，同时也降低了整个系统的可靠性. 为弥补上述各系统存在的不足，本文提出了一种基于YN_接线平衡变压器[12]的电气化铁道负序和谐波综合治理系统. 该系统充分利用了YN_平衡变压器三相变三相的潜能.由
电能质量治理方案
供配电系统电能质量 治 理 方 案
1项目背景 武钢供配电系统是一个复杂的配电网络，大功率、冲击性、不对称性和非线性负荷在武钢的大量使用、武钢配电网络结构的复杂性及大量的新改建产线，以及环境保护和生产成本的制约等诸多因素，使武钢配电系统越来越运行在接近临界条件下，大大增加了运行条件的不可预知性，配电系统存在的电能质量问题越来越成为制约武钢安全生产的重要因素。近年来武钢事业部的生产秩序接连受到电能质量问题的困扰。另外随着流程性企业规模的不断扩大，新项目用电设备对原有供配电网络的冲击均对供配电系统提出更高的要求，因此开展系统电能质量测试评估是非常有必要的。 通过上海宝钢安大电能质量有限公司在2011年对武钢供配电系统的电能质量测试及评估，我们获得了武钢供配电系统内部电能质量的详细情况，并据此提出了相应的解决方案。2存在问题 影响武钢供配电系统安全可靠、优质经济运行的电能质量问题主要有以下几个方面：2.1 变压器经济运行问题 通过对武钢厂各供电变压器平均负载率的统计分析可以看出，在测试时间内，部分配电变压器的负载率较低，配电变压器的总容量偏大，配电变压器有功损耗和无功损耗增加，使变压器的运行效率降低，造成电能的浪费。 2.2 电压偏差 通过对测试数据的分析，二冷轧10kV段母线，二总降2#变35kV、3#变35kV，高线变10kV I段、高线变10kV II段，冷轧变1#、2#10kV段，三炼钢3#、4#35kV，1#变10kV，四炼钢3#变35kV段的电压偏差均超过国标《电能质量供电电压偏差》（GB12325-2008）规定的限值。 2.3 电压波动与闪变 通过对测试数据的分析，武钢220kV和110kV段电压闪变基本满足国标《电能质量电压波动和闪变》（GB12326-2008）规定的限值；仅冶金变110kV II段电压闪变超过规定的限值。下级变电站中，在本次测试时间段内，仅高线变10kV II段长时闪变略超过国标《电能质量电压波动和闪变》（GB12326-2008）规定的限值。二热轧、二总降、三炼钢、四炼钢35kV系统由于系统所带负荷主要为轧机或电炉，系统电压波动偏高。 2.4谐波 通过对测试数据的分析，武钢厂与电力公司PCC点的各次主导谐波电流和各次主导谐波电压基本都在国标《电能质量公用电网谐波》（GB/T 14549-1995）规定的限值范围之内。
电气化铁路电能质量综合治理与仿真
电气化铁路电能质量综合治理与仿真 伴随着电力牵引供电方式的不断改进和电力机车性能的提高，电气化铁路在铁路运输中占有了极其重要的地位。面对我国电气化铁道建设高潮，迫切需要加强电气化铁道技术方面的研究。牵引供电系统是牵引负荷的动力来源，其供电质量的优劣，会对电气化铁路运输产生影响。而当前牵引供电系统存在的一些问题，如谐波、三相不平衡，降低了供电的效率与质量【1-3 】。因此，研究并解决这些问题，建立高效的牵引供电系统不仅必要 而且很有意义。 1、牵引供电系统的特殊性铁道牵引供电系统由电气化铁道一次供电系统、牵引变电所、牵引网三大部分组成。牵引供电系统处于三相的电力系统和电力机车之间，起到变压、变频、变相的作用，将电力系统的或三相电能转换为特定电压、频率、相数的电能，以满足电力机车的需要。从牵引供电系统的位置可以看出，它既是电力系统的负载，又是电力机车的电源，由于它所处的地位决定了它的性能必须同时满足负载和电源的双重要求，即作为三相电力系统的负载，应表现出对称的、纯电阻的特性，也就是从电网吸取三相对称的、纯有功的电流，而且不向电网注入谐波，同时作为电力机车的电源，必须不断地向负载提供满足特定指标的电能，包括负载的有功功率和无功功率，并吸收负载可能产生的谐波【4】。 2、牵引供电系统存在的问题及采取的措施尽管工频单相牵引供电系统具有很多优点，但是仍然面对着谐波和负序电流等问题。 ①谐波
电力机车是一个随机变化的感性负载，其基波电流滞后电压一定的角度，由于变压器、牵引电机等设备的非线性，以及电力电子器件的非线性调节作用，使得机车的电流中包含了大量的谐波成分，这些谐波成分在三相供电系统中的分布是不对称的。由于牵引负载的功率大、空间和时间分布随机性强、三相不对称，牵引供电系统是电力系统中一个主要的无功源和谐波源。电力系统产生的谐波与其它整流负荷产生的谐波一样，对电力网及用户带来影响。 ②负序电流单相牵引负载对三相供电系统的影响与变电所的联接形式有关，牵引变电所采用这三种基本接线方式时，都会在三相电力系统产生负序电流。对于负序电流的影响，为了使系统不平衡程度限制在规定标准以内，主要采取的措施有：采用高电压大容量电源供电、采用三相一两相平衡牵引变压器、利用相序轮换技术实现牵引供电系统公共接入点的三相平衡、同相供电等。 结合以上措施，本文对YN-VD接线平衡变压器的新型同相供电系统进行分析仿真。 3、基于YN-VD接线平衡变压器的同相供电系统分析及仿真 ①系统的总体结构及性能要求 图1 所示，图中SS1, SS2 和SS3 为同相供电牵引变电所，它由主变压器和平衡变换装置（即）组成; 平衡变换装置可采用无源网络（电感、电容）构成，也可以由有源滤波器构成，其作用是消除系统不平衡，滤除谐波并补偿无功；SP1和SP2为分段断路器，并根据需要断开或闭合分段断路器，实现单边或多边或贯通式供电。
电能质量的治理
电能质量的治理 摘要: 介绍了电能质量问题带来的危害，分析了影响电能质量的原因及治理方案，以及简要叙述了电能质量的国家标准。 关键词：电能质量；治理；国家标准 一、引言 随着近些年冶金、化学工业及电气化铁路的发展, 大型电弧炉、电力机车、整流设备、变频装置等非线性用电设备越来越多。这些非线性负荷及冲击性负荷, 对电力系统的/ 污染0日趋严重, 造成系统电压、电流波形的严重畸变, 三相电压、电流的不平衡度加大,电能质量下降, 给发、供电设备及用户用电设备带来严重危害, 并使国民经济遭受损害,因此对电能质量进行治理十分重要。我国已先后颁布了 6 个有关电能质量的国家标准, 即电力系统频率允许偏差、供电电压允许偏差、公用电网谐波、三相电压允许不平衡度、电压波动和闪变、暂时过电压和瞬态过电压。但在实际治理过程中面临的 1 个很重要的问题是如何根据电能质量标准依法管理电能质量。 图1：电能质量现象部分波形图 二、电能质量问题的危害 电网电压的波动、跌落、骤升、不平衡、谐波等除了影响电能质量敏感负荷正常工作外，还会有一下几项危害： 1、使电网中的元件产生附加损耗，降低发电、输电以及用电设备的效率和使用 寿命； 2、导致继电保护和自动装置的误动作，并可能使电器测量仪表剂量不准；
3、产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部过热； 4、谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，甚至损坏； 5、谐波还会导致公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，大 大增加了谐波的危害性，有时会引起严重的事故；高次谐波还会对临近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声、降低通信质量； 6、在电压严重不平衡时，会使对于电压过零点有严格要求的某些直流电机发生 故障。 三、影响电能质量的因素 1.电压偏差的产生 (1) 系统电源阻抗和峰、谷负荷的存在是产生电压偏差的主要原因。同时系统无功电源没有达到分层控制和动态就地平衡的原则就地平衡, 导致系统无功容量严重不足, 或电容器、调相机不能按照功率因数自动投切也增加了附加电压偏差。 (2) 电网中有载调压设备不足或有载调压设备配置不合理, 导致为用户供电的某一系列电压变换系列中没有电压调整手段, 在系统电能质量低劣时电压质量低劣。 (3) 配电网结构不合理, 供电负荷与电网的阻抗参数不匹配: 如电源结构不合理, 没有靠近负荷中心, 导线截面偏小, 线路中负荷电流密度过大, 供电半径偏大超出了允许范围等。 (4) 用户功率因数太低或用户变电设备负荷率太低。 2.电网谐波污染的产生 产生谐波的主要原因是各类非线形负荷的大量增加使电压波形发生畸变, 产生谐波电压和谐波电流。谐波污染是电网受到污染的重要原因, 产生谐波的主要用电设备是大功率的可控硅整流装置如电气化铁路、电力牵引机车、电化学的电解装置和直流输电的换流装置等; 主要有产生冲击负荷的装置如炼钢用电弧炉和钢铁轧机; 节能型电器如节能灯和变频器; 各种医疗装置和不间断电源和电子整流装置; 自饱和电抗器和可控饱和电抗器; 电力变压器的励磁回路等。 3.电压波动和电压闪变的产生 导致电压波动和闪变的原因很多, 主要有: (1) 大的冲击负荷如系统短路、电气化铁路中重载列车通过、交流电焊机、炼钢炉和轧钢机等设备的频繁使用; (2) 系统短路故障如三相短路故障、两相短路故障或单相接地故障引起的电网电
电气化铁路供电系统电能质量综合补偿技术研究
电气化铁路供电系统电能质量综合补偿技术研究 发表时间：2018-06-15T09:55:07.173Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：杨峰陈冲 [导读] 摘要：随着我国经济水平的不断提高与社会建设的日渐完善，电气化铁路将得到更为广泛的应用，有效地缓解我国交通运输的压力。 （中铁电气化局集团有限公司电气化公司河北省石家庄市 050000） 摘要：随着我国经济水平的不断提高与社会建设的日渐完善，电气化铁路将得到更为广泛的应用，有效地缓解我国交通运输的压力。作为经济与社会发展的巨大命脉，电气化铁路的牵引机车需要极其稳定与安全的供电网，为此，采取有效的电气化铁路电能质量综合补偿技术就具有极为深远的经济价值与社会意义。本文试对我国电气化铁路供电系统的电能质量综合补偿技术进行浅要分析，旨在为今后铁路供电网的安全可靠提供理论支持。 关键词：电气化铁路；供电系统；电能质量；综合补偿技术 前言 自古以来，“衣食住行”便是国计民生的根本，成为备受关注社会问题。随着我国经济水平的不断提高与社会发展模式的日渐完善，“行”的概念与方式俨然发生了翻天覆地的变化，其中电气化铁路交通给人们带来了便捷高效，在广泛的实践和应用过程中起到了极为巨大的作用。对于铁路交通而言，安全是第一要义，由于机车牵引供电网的稳定关系到电气化铁路的正常运营，其存在的电能质量问题给上级电力系统的安全运行带来了巨大影响，所以采取有效的电气化铁路电能质量综合补偿技术将成为保障铁路运输安全的必要条件。 1.电气化铁路电能质量存在的问题 电气化铁路运输电力机车在不同工况下，牵引负荷电流相位角（相对于牵引网电压）的变化幅度较大导致平均功率因数偏低。当机车处于再生制动工况时，机车电流反馈牵引网，电流相位角为滞后120°~130°；机车过电分相产生激磁涌流，可视为纯感性电流，相位角接近滞后90°；机车处于其他工况时，相位角为35°~37°（功率因数为0.82-0.8）；而在牵引网短路故障时，故障电流相位角为滞后65°~70°，我国电气化铁路大量采用交-直-交或交-直型电力机车，其功率输入侧采用相控整流技术将向牵引供电网注入大量的谐波电流，使电气元件产生附加损耗，影响电气设备的正常工作，造成谐波过流，甚至引起继电保护装置的误动，导致设备损坏、大面积停电等恶性事故。 2.电气化铁路供电系统电能质量综合补偿技术的概述 近年来，随着我国电气化铁路交通运输方式的广泛应用，电气化铁路产生大量谐波导致电网功率因数降低的问题日益突出，为此就必须采取有效措施，针对性的解决大量牵引负荷接入造成的电能质量问题。“目前，大多数国家对电气化铁路的无功和谐波问题普遍采取无源滤波器滤除特定次数的谐波，并提供固定容量的无功补偿”[1]，而我国则是依赖于牵引机车的情况，利用牵引所轮换相序的接入方式来消除负序电流，但此方式也不能从根本上提升电能质量。为进一步解决牵引负荷造成的电能质量问题，就必须形成一种针对电气化铁路的负序、谐波和无功等电能质量问题采取一系列有效治理措施，即电气化铁路供电系统电能质量综合补偿技术。 3.电气化铁路供电系统综合补偿技术的探究 3.1电气化铁路供电系统综合补偿技术的基本结构 电气化电能质量综合补偿系统的结构十分复杂，主要可以分为RPC与TSC两大类，RPC为有源装置，包含两个共用直流电容的变流器，两个变流器呈背向结构，且接通降压变压器进而依靠两只供电臂供电。这种结构模式可以有效地降低铁路供电系统的功率控制器负载电量，继而减少能源的浪费，节约资金成本。同时由于供电臂下各自装有一整套TSC组，继而实现了TSC与RPC的并联与通电，补偿结构由两者共同组成。 3.2电气化铁路供电系统综合补偿技术的控制策略 3.2.1RPC与TSC协调控制 由于电气化铁路供电系统综合补偿技术需要为铁路功率控制器补偿总无功量，通过这种操作，才能保障由足够的无功量可以分配给功率控制器以及晶闸管控制电容器。在实际操作操作的过中，技术人员要将铁路功率控制器的补偿量将直接通过电流对变流器进行控制，并“实现铁路功率控制器和晶闸管电容控制器的协调控制。”[2] 3.2.2负序、谐波无功检测 电气化铁道供电系统由电力系统与高压输电、牵引变电所降压、变相或换流等环节构成，在此基础上向电气化铁道运行的电力机车、动车组输送电力。电气化铁道供电系统能够直接供电，且具有投资较少、运营和维护十分方便的优点，然而其供电能力极其有限。为了克服其供电的不足，便需要利用供电系统电能质量综合补偿技术尽量减少牵引网的电流阻抗。电气化铁路属于单相系统，即其只能依赖于单相瞬时功率理论对负序以及谐波、无功等进行检测，当“两相电压信号和实时电流相乘，并将所得到的乘积相加。”[3]由于铁路功率控制器不能承担全部无功补偿，所以在检测时，需要将无功电流进行有效地分离。铁路公路控制器并不完全承担全部无功补偿，在完成无功电流的基础上，需要进行必要的分离处理，并且采取与有功电流叠加的方式，减去供电臂负载电流，在这种操作模式下，才能够确保铁路功率控制器负号与谐波参考检测的有效性与完整性。 3.2.3铁路有源功率控制策略 稳定的直流侧电压可以保障铁路控制器正常工作，且可以肯定的是，直流侧电压在通过这两个物品时可以共同维持，确保两个变流器从侧面出发保持较高的反应速度。[4]变流器能够同时对谐波以及无功补偿进行处理，同时承担起功率模块开关，确保两个变流器功率相等，构建起三相电流对称的有源功率控制体系，增强了整个变流器控制的灵敏度。 结论 作为我国交通运输工具中不可或缺的一部分，电气化铁路已经得到了人们的青睐与广泛应用，由于其用电的特殊性，为了保障电气化铁路的安全与稳定，实现长久的发展与用电安全，所以电气化铁路供电系统在应用的过程中必须实行电能质量综合补偿技术，用以改善当前的不利局面。“使得RPC在进行有功调节和谐波抑制的同时只补偿少量的无功，有效降低了RPC容量”[5]。 参考文献 [1] 张国东.电气化铁路供电系统电能质量综合补偿技术探讨[J].建筑工程技术现代商贸工业，2014（20）. [2] 吴传平，罗安，孙娟，张寅，王刚.一种电气化铁路电能质量综合补偿系统[J].电工技术学报，2011（10）：68-76.