牵引供电系统谐波阻抗频率特性测量方法研究

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1、国内图书分类号：TM922.0密级：公开国际图书分类号：621.3西南交通大学研究生学位论文牵引供电系统谐波阻抗频率特性测量方法研究年级2015姓名张权申请学位级别工学硕士专业电气工程指导老师何正友教授二零一八年四月ClassifiedIndex:TM922.0U.D.C:621.3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONHARMONICIMPEDANCEFREQUENCECHARACTERISTICMEASUREMENTOFTRACTIONP

2、OWERSUPPLYSYSTEMGrade:2015Candidate:ZhangQuanAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpecialty:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.HeZhengyouApril,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着我国高速铁路网快速发展，高铁牵引供电系统的安全稳定运行迎来了巨大的挑战。由于动车组-牵引网的阻抗特性不匹配而引发的谐波谐振和谐波不稳定问题时有发生。解决上述问题的关键之一在于实现牵引供电系

3、统谐波阻抗频率特性的精确测量。因此，本文围绕高速铁路牵引供电系统谐波阻抗频率特性的测量方法，从方法分析、仿真分析、实验验证三个方面开展了如下研究：(1)从谐波阻抗频率特性测量方法的基本原理入手，分析了三种谐波阻抗频率特性测量方法及测量过程，为后续仿真分析奠定了良好的基础。(2)基于MATLAB/Simulink仿真平台，搭建了牵引供电系统仿真分析模型，分别运用三种测量方法测试了系统的谐波阻抗频率特性，结合测量精度和经济性指标对比分析了三种测量方法。对比结果表明，谐波电流注入法更适用于牵引供电系统谐波阻抗测量分析。

4、(3)基于谐波电流注入法，讨论了背景谐波和噪声信号对牵引供电系统谐波阻抗频率特性测量精度的影响，仿真结果验证了该测量方法的适用性和可靠性。(4)搭建了牵引供电系统模拟实验平台，利用双谐振峰电路模拟牵引供电系统，搭建谐波阻抗频率特性测量平台，采集大量实测数据，将实测结果与理论计算结果进行对比分析，进一步验证了谐波电流注入法的有效性。最后，总结了本文的研究内容，并针对研究过程中存在的不足和下一步的研究内容进行了展望。关键词：牵引供电系统；谐波阻抗频率特性；测量方法；实测数据西南交通大学硕士研究生学位论文第II页Abs

5、tractWiththerapiddevelopmentofChina’shigh-speedrailway,thesafetyandstabilityoperationoftractionpowersupplysystem(TPSS)inahugechallenge.Theharmonicresonanceandharmonicinstabilityaccidentshaveoccurredoccasionallycausedbythesharedimpedancecharacteristicsarenotma

6、tchingofElectricMultipleUnits(EMUs)andtractionnetwork.OneofthekeytosolvetheaboveproblemistorealizetheprecisemeasurementofTPSS.Therefore,basedonthemeasurementmethodsofharmonicimpedancefrequencycharacteristicsinhigh-speedrailwayTPSS,thispaperwillconductresearch

7、mainlyfromtheaspectofmethodsoverview,simulationanalysis,experimentverification.Thispaperisasfollows:Firstly,thispapersummarizedthreekindsofmeasurementprocessoftheharmonicimpedancefrequencycharacteristicsmeasuringmethodsinTPSSfromthebasicprincipleofthemeasurin

8、gmethods.Whichhaslaidagoodfoundationforthefollowingsimulationanalysis.Secondly,basedonMATLAB/Simulinkplatform,thesimulationmodelTPSShasbeenbuilt.Usingthreekindsofmeasurementmethodstotestt