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《基于无功与负序对称解耦的rupqc最优补偿策略》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、基于无功与负序对称解耦的RUPQC最优补偿策略第33卷 第16期2009年8月25日Vol.33 No.16Aug.25,2009魏应冬,姜齐荣,韩英铎,张春朋(清华大学电机系电力系统国家重点实验室,北京市100084)摘要:针对牵引变电站电能质量负序、,。在此基础上建立铁道统一电能质量控制器(RUPQC),指出负序剩余度的相角差为RUPQC化条件。,得到RUPQC在特定功。,采用该策略在满足全负荷范围电。电磁暂态仿真表明该控制策略正确、有效。关键词:;牵引变电站;电能质量;无功补偿;负序补偿;功率容量优化中图分类号:TM7610 引言电气化
2、铁路牵引供电系统对于电力系统而言具有非线性、冲击性和三相分布不对称性的特点,形成负序、谐波和无功等潮流并引起诸多电能质量问题,不仅影响电力系统稳定以及包括继电保护装置在内的相关设备正常使用,严重的还会危及电气化铁路自身的安全可靠运行[122]。针对上述危害,许多国家制定了相关电能质量标准[324],并根据实际情况采取了不同的治理措施[5211]。日本学者在文献[12]中提出了并联在牵引变电站二次侧的铁路静止功率调节器(RPC)(本文称之为铁道统一电能质量控制器(RUPQC))。RUPQC兼具相间有功功率平衡、无功补偿、稳定电压和有源滤波等功能
3、,并具有对牵引变压器自身补偿的特点,因而表现出良好的应用前景,现已在新干线投入商业化运行。然而由于牵引负荷容量在大范围内随机波动,实现电能质量综合完全———————————————————————————————————————————————补偿需很大的RUPQC补偿容量。为降低装置成本,工程应用中需设计基于有限功率容量的RUPQC不完全补偿策略[8]。文献[12]提出的控制方法的缺点是无法实现对负序和无功的灵活补偿,而且补偿效果对牵引负荷功率因数适应性差,装置容量无法充分利用。文献[13]提出的不完全补偿策略考虑了无功、负序及谐波补偿度,
4、可实现对各补偿目标的独立控制,缺点是未建立各补偿目标与装置容量限制的解析关系,因此按某一负荷点设计补偿度参数无法在全负荷范围内对装置容量充分利用。收稿日期:2009204207;修回日期:2009205216。国家自然科学基金资助项目(50777036)“;十一五”国家科技支撑计划重点项目(2007BAA12B05)。此外,传统的综合补偿策略对负序分量采用的是一维直线型补偿方式[13214],忽略了对无功、负序综合补偿时两分量之间对于补偿容量存在的优化关系。综上可知,传统的综合补偿方式在理论和算法上均未能充分利用补偿装置的功率容量。本文通过提
5、出的负序剩余度矢量定义,揭示了其与RUPQC容量的优化利用关系。然后提出基于负序和无功分量对称解耦原理,在此基础上得到针对平衡牵引变压器的无功优先的负序最优补偿解,以及RUPQC全负荷范围的综合最优补偿策略。1 RUPQC综合补偿数学模型采用平衡变压器的牵引变电站及RUPQC基本接线结构如图1所示。假设满足以下条件:①牵引变压器和补偿装置均为理想型,忽略其———————————————————————————————————————————————有功和无功损耗;②牵引变压器空载与负载条件电压相同;③系统侧三相电压对称。不失一般性,可表示为:
6、UA=U0eUB=U0eUC=U0e????j0-j3j3(1)式中:U0为三相系统正序相电压。以UA为参考相量,y表示变压器牵引侧两输出端口(y=1,2);根据文献[14]提出的牵引变压器电气量一般变换关系,三相系统侧正、负序电流分量I?+,I-与y端口电流Iy的关系可由下式表示:2?II??-= ∑KyIye-j———————————————————————————————————————————————y=1φy2(2)yyy=1∑KIe-j2(ψ+φ)yy—55—2009,33(16)? 式中:ψy为接线角,是端口y的电压相量Uy相对
7、参考相量UA的相角差,以滞后为正;φy为功率因数角,是端口y电流相量与该端口电压相量的相角差;Ky为端口y变压器变比。?方式由1维拓展至2———————————————————————————————————————————————维。这种定义为补偿装置容量优化利用以及实现最优补偿奠定了理论基础。令平衡牵引变压器输出端口1为超前相,端口2为滞后相,则平衡牵引变压器接线角关系为[14]:ψ1=η(6)ψ2=η+2式中:η,主要分为η=0和η=,,LeBlanc,Wood2,。(3)～式(6),并增加补偿装置与外部系,则基于平衡牵引变压器的RUP
8、QC实现负序、无功综合补偿的统一数学模型,按实部和虚部分解后可表示为:2y=1s∑2CycosφCy=02y=1s∑2CysinφCy=(KC-1)1)(y+1)—
