随着大功率、高速度、高行车密度的时变非线性负荷-动车组的广泛运营,牵引供电系统的电能质量问题日益凸显。高速铁路牵引供电系统由于机车负荷功率大、电流频带较宽,牵引网谐波谐振时有发生。谐波谐振会引起牵引网电压、电流的严重畸变,进一步使动车组谐波电流增大,导致牵引网形成谐振过电压,引起设备烧损,影响正常的铁路运输。 因此,本项目建立了6组不同功率、不同工况下的动车组Norton等效谐波模型,建立了动态切割下的牵引网多导体传输模型,形成了车网联合模型。同时,基于背景谐波实测数据,建立了三相电网的背景谐波概率统计模型;提出了基于行车运行图的牵引供电系统动态基波/谐波潮流计算方法,实现了牵引供电系统的综合电能质量评估。研究了牵引供电系统的谐波产生、传输、放大规律以及谐振机理,使用谐波放大法、模态分析法、敏感度分析法等深入研究牵引供电系统的谐波谐振规律、影响因素以及敏感度指标。改进了谐振模态分析方法,提出了基于复矩阵的模态敏感度分析方法,同时提出了Newton-Raphson迭代的谐振频率转移与抑制方法。此外,对比和分析了无源滤波器的谐振阻尼和高频阻尼特性,提出了基于C-型滤波器的牵引供电系统谐波抑制方法。并将这些方法扩展应用到风电场、光伏发电等系统中。 本项目形成了包括高速铁路牵引供电系统基波/谐波建模、动态谐波潮流计算及评估、谐波谐振分析、谐波治理的理论体系。应用本文方法,可以切实的提高牵引供电系统的供电品质,有效降低因谐波谐振问题造成的危害。 2100433B