改善电气化铁路自闭_贯通线路电能质量的UPQC控制策略及实现研究

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1、密级：公开ga论文类型：应用研究工程硕士学位论文改善电气化铁路自闭/贯通线路电能质量的UPQC控制策略及实现研究ResearchonControlStrategyandImplementationofUPQCtoImprovethePowerQualityofRailwayAutomaticBlockingandContinuousTransmissionLines培养单位：电气与电子工程学院专业领域：电气工程学生姓名：张焕东校内导师：王硕禾教授校外导师：陈红英高工二○一八年三月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究

2、工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以

3、采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要电气化铁路是交通运输体系中的支柱，对社会的发展有着重要的意义。而电气化铁路当中的自闭/贯通线路，肩负着铁路行车信号以及沿线站段生产、生活的供电任务，是铁路运输“四电”中的重要组成部分。由于自闭/贯通线沿铁路铺设，地势环境复杂多变，时常会引起各种电能质量问题，给铁路的运输生产造成严重影响。针对10kV铁路自闭/贯通线路电能质量问题的特点，尝试采用统一电能质量调节器(UPQC)来进行综合治理，主要围绕UPQ

4、C的检测方法、控制策略来进行分析与研究。首先介绍了10kV铁路自闭/贯通线路的特点、存在的电能质量问题及其危害，并阐述了电能质量问题的解决措施；进而分析了UPQC的拓扑结构、各模块的工作原理及内部的功率流动，并建立了UPQC的数学模型，为后文检测、控制方法奠定了基础。然后，在畸变量检测环节，对电流补偿量检测方法进行了阐述，讨论了电压补偿量检测法。结合UPQC的特点，着重分析了基于dq0变换的畸变量综合检测法。该方法结合了dq0法和iipq−法，在三相电压畸变且不对称时，能够快速、准确的检测出基波正序电压，为电流检测提供相位准则，避免了锁相

5、造成的误差。仿真结果表明，该检测方法是正确、可行的。其次，在补偿控制环节上，讨论了变流器传统控制策略，分析了PI控制方法。针对其存在的各种问题，采用了一种基于CGT(CommandGeneratorTracker)的直接自适应控制策略。当输入为时变信号时，该控制策略能够使被控对象的输出高质量的跟踪参考模型输出，减小了跟踪误差，从而达到渐近跟踪效果，既优化了控制算法，也简化了硬件电路。与传统的PI控制相比，该控制策略具有更好的鲁棒性和适应性。通过仿真对比，验证了该控制策略是有效的。最后，搭建了一套以TMS320F28035为核心器件的UPQ

6、C实验平台，进行了硬件与软件的设计。实验结果表明，采用基于CGT的直接自适应控制策略后，UPQC能够有效改善10kV铁路自闭/贯通线的电压、电流质量问题。关键词：自闭/贯通线路；电能质量；统一电能质量调节器；命令发生跟踪器；直接自适应控制AbstractElectrifiedrailwayisthemainstayofthetransportationsystem,whichisofgreatsignificancetothedevelopmentofsociety.Andtheautomaticblockingandcontinuous

7、transmissionlineisresponsibleforthepowersupplytaskofrailwaytrafficsignals,whichisanimportantpartoftheelectrifiedrailway.Owingtothefactthattheautomaticblockingandcontinuoustransmissionlineislaidalongtherailwayandtheenvironmentiscomplexandchangeable,itwillcausevariouspowerq

8、ualityproblems,whichhaveseriousimpactonrailwaytransportationandproduction.Aimingatthecharacteris