同相at供电大容量平衡补偿装置研究

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1、国内图书分类号：TM922．3国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级三Q=二级姓名王釜梅申请学位级别王堂亟±专业电左丕统区甚自麴丝指导老师送歪蝰数援二零一四年五月ClassifiedIndex：田M922．3U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEA】支CHONLARGECAPACITYBALANCECOMPENSATIONDEVICEOFCOPHASEATTRACTIONPO、砸RSUPPLYSYSTEMGrade：2011Candidat

2、e：WangDongrneiAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：PowerSystemandItsAutomationSupervisor：ZhangXiufeng西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本

3、授权书；2．不保密彩使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名．至冬姆指导老师签名．日期：们l娘叉哆日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：针对我国现行高速电气化铁路所存在的负序、谐波和无功等电能质量问题，本文首先分析了基于Scott平衡变压器的同相AT供电系统的平衡补偿原理，同时为了满足平衡补偿装置补偿容量大的要求，在分析、比较多种大容量变流器拓扑结构的基础上，综合应用多重化与多电平技术，设计了基于两电平变流器四重化、三电平变流器两重化和五电平变流器的大容量平衡补偿装置拓扑结构；对

4、综合补偿电流实时检测方法进行了分析，并对所设计的平衡补偿装置的控制方法分别进行了研究，采用两种不同策略分别实现了三电平和五电平变流器分压电容的均压控制。最后对设计方案进行仿真分析，验证了本文所设计的三种补偿装置主电路方案以及相应控制策略的正确性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。讶论哕辄炒签孙者似懒刊文期论日位

5、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页捅要由于牵引供电系统结构与负荷的特殊性，其对电力系统造成了负序、谐波等电能质量问题，且随着高速、重载铁路的发展，负序问题愈发严重。与平衡补偿装置相结合的新型同相AT供电方式，能彻底解决当前牵引供电系统所存在的问题，但牵引负荷容量大，由传统的两电平变流器构成的平衡补偿装置已不能满足对补偿容量的要求。为解决上述问题，本文首先介绍了同相AT供电系统的总体结构，说明了基于Scott平衡变压器构建的同相AT供电系统的优越性，在分析Scott变压器电流变换关系的基础上，对单相“背靠背”平衡补偿装置的平衡变换原理及功率关系进行

6、推导。然后对大容量变流器的结构及其特点进行了全面的总结与比较，并对主要元件参数进行了分析；结合同相供电系统平衡补偿装置的补偿特性，设计了基于两电平四重化、三电平两重化以及五电平变流器的三种大容量平衡变换器拓扑结构。采用有功电流分离法设计了综合补偿电流实时检测方法，并对三种拓扑结构的控制策略进行研究，将载波层叠SPWM调制技术应用于多电平结构的平衡补偿装置中，采用改进的SPWM调制方法解决三电平变流器电容均压问题，并将一种新型的单级电容直流辅助稳压电路应用于五电平变换器当中，有效地解决电容电压不平衡问题。最后，利用MATLAB／Simulink中的仿

7、真模块对基于三种平衡补偿装置结构的同相AT供电系统进行建模，并针对不同的负荷类型进行仿真，仿真结果说明设计方案能实现电力系统三相对称，且能动态补偿谐波与无功，验证了平衡补偿装置拓扑结构及相应控制策略的正确性。关键词：同相AT供电系统；Scott平衡变压器；平衡补偿装置；补偿电流；多电平变流器；SPWM调制西南交通大学硕士研究生学位论文第1

8、页Thep枷culad锣oftractionpowersupplysystemstructureandtractionloadcausesnegativesequence，harmonicsandotherpow

9、erq砌ityproblemsinpowergrid，andalongwiththedevelopmentofhigh-s