基于不控整流和阶梯波合成逆变的电气化铁路同相供电方案制造技术
【技术实现步骤摘要】
基于不控整流和阶梯波合成逆变的电气化铁路同相供电方案
本专利技术涉及一种电气化铁路同相供电方案，特别是一种基于不控整流和阶梯波合成逆变的电气化铁路同相供电方案。
技术介绍
电气化铁路凭借行驶速度快、运载能力强、节能环保等一系列优点在世界各地迅速发展，电力机车作为一种大功率单相交流负载，对公共电网的电能质量影响越来越严重，尤其是无功、谐波和负序。传统的牵引供电系统中，三相-两相牵引变压器将110kV(或220kV)三相高压转换成两相27.5kV电压连接至接触网。为了降低负序对公共电网的影响，常采用分段供电、轮换相序的方式接入高压电网，牵引变压器低压侧的相位不同，因此变压器两个输出端以及相邻变压器之间必须进行分相隔离。电分相的存在使得电力机车电流频繁切断，严重影响了电气化铁路的高速重载化。为了降低牵引供电系统造成的无功、负序、谐波和电压闪变等电能质量问题，通常采用SVC、APF、STATCOM等方式进行补偿，传统的补偿方式能够大大降低无功和谐波，但对降低负序的作用有限，且无法解决电分相的问题。为了综合解决牵引供电系统对公共电网的不良影响，减少或取消电分相装置，同相供电...
【技术保护点】
一种基于不控整流和阶梯波合成逆变的电气化铁路同相供电方案，其特征是：电气化铁路同相供电系统包括，移相变压器、三相不控整流器、滤波电容器、单相逆变器和直流储能器；移相变压器的输入端与三相高压交流电连接，移相变压器的输出端与三相不控整流器连接，三相不控整流器通过滤波电容器和直流储能器与单相逆变器连接；直流储能器的输入端能与其它能源连接；单相逆变器的输出端分别与上行接触网和下行接触网连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于不控整流和阶梯波合成逆变的电气化铁路同相供电方案，其特征是：电气化铁路同相供电系统包括，移相变压器、三相不控整流器、滤波电容器、单相逆变器和直流储能器；移相变压器的输入端与三相高压交流电连接，移相变压器的输出端与三相不控整流器连接，三相不控整流器通过滤波电容器和直流储能器与单相逆变器连接；直流储能器的输入端能与其它能源连接；单相逆变器的输出端分别与上行接触网和下行接触网连接。2.权利要求1所述的一种基于不控整流和阶梯波合成逆变的电气化铁路同相供电方案，其特征是：电气化铁路同相供电方法是：在同一供电线路上所有牵引变电所(TS)的单相27.5kV交流输出端分别接入上行和下行接触网，在接触网上设置分段断路器，以便于检修和故障隔离；上行和下行接触网并联运行，减小接触网阻抗，抑制线路压降；其中所有牵引变电所的相位信息由GPS同步时钟提供，保证整个供电线路中电压的幅值、频率和相位保持一致，实现各牵引变电所的单相牵引电源互为备用；逆变侧直流滤波环节设置直流储能器，缓存“制动功率大于牵引功率”小概率事件发生时的剩余再生能量，为其他能源的引入提供接口。3.根据权利要求1所述的基于不控整流和阶梯波合成逆变的电气化铁路同相供电方案，其特征是：所述的阶梯波合成调制，将12个H桥逆变器产生的方波利用逼近正弦波的原则合成阶梯波；在计算12个方波的开关角时，合理选择各个方波的宽度和中心角，控制合成阶梯波u的幅值和相位；利用中点相交法，即每个方波边缘高度的中点均与期望标准正弦波相交，根据此关系直接求反三角函数即可得出各个方波的开关角；当不同方波的同次谐波相位差为π时，该次谐波相互抵消，从而使输出电压的总谐波含量降低；根据各个方波的不同宽度组合，提出三种阶梯波合成和输出电压调制策略，即“方波全部采用理想宽度”、“方波的宽度全部相同”和“两组方波宽度分别相同”。4.根据权利要求3所述的基于不控整流和阶梯波合成逆变的电气化铁路同相供电方案，其特征是：所述的方波全部采用理想宽度：12个方波完全按照理想宽度，即方波Vdc7～Vdc12的开通角和Vdc1～Vdc6的关断角全部满足中点相交法所述的方波幅值中点与参考正弦波相交的条件，此时
【专利技术属性】
技术研发人员：唐轶，刘全景，魏瑞鹏，沈佳，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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