基于自适应谐波检测的电气化铁路有源补偿装置方法研究

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1、密级：公开了论文类型：应用研究工程硕士学位论文基于自适应谐波检测的电气化铁路有源补偿装置方法研究StudyonActiveCompensationDeviceoftheElectrifiedRailwayBasedonAdaptiveHarmonicDetection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：王艳姣校内导师：燕延教授校外导师：刘占阳高级工程师二○一八年六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

2、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)签名：

3、日期：签名：日期：摘要近年来，随着非线性电力电子设备的广泛使用，其在电气化铁路中的应用也日益增多。电力机车是电气化铁路中的主要非线性负荷，当其接入电网时，产生大量的谐波和无功分量，电网电压出现波动及不对称情况，对牵引供电系统及公共电网的安全运行造成严重威胁。为了解决这一问题，设计了基于自适应理论谐波检测的电气化铁路有源补偿装置，经仿真研究和样机实验实现了谐波和无功电流的快速补偿。本文首先概述了论文的研究背景及意义，并针对我国电气化铁路的特点，初步拟定了并联型混合有源补偿的治理方案。其次，笔者通过查阅大量的资料及相关文献，对谐波的定义及标准做出了

4、概述。通过MATLAB/Simulink软件对电气化铁路主要谐波源搭建数学模型，分析了牵引供电系统的谐波特点，证明对其进行谐波治理的必要性。然后，对电气化铁路有源补偿装置的谐波电流检测算法及控制策略进行研究。通过对常用的几种检测算法进行分析对比，选用了鲁棒性好、参数设计简单的自适应谐波检测法。为了改善其动态响应性和检测精度之间的矛盾，采用了一种改进的自适应谐波检测法，在保证快速性的前提下，提高检测精度。通过改进前后的仿真结果对比，改进后的检测方法速度更快、精度更高，更适合于我国复杂的铁路工况。最后，在选定的检测算法和控制策略的基础上，对有源补偿

5、装置搭建整体仿真，并进行主要参数计算；对补偿装置投入前、仅投入无源电力滤波器及投入混合有源补偿三种不同工况进行仿真对比；同时对有源补偿装置进行了软硬件设计，搭建实验样机，进行实验室验证，其结果与仿真结果基本一致，综合验证了本文设计的有源补偿装置的正确性及可行性。关键词：谐波治理；自适应谐波电流检测；有源补偿；仿真模型AbstractInrecentyears,withthedevelopmentofnon-linearpowerelectronicequipment,ithasbeenwidelyusedinelectricrailways.T

6、akingnon-linearloadelectriclocomotiveasanexample,whenitisconnectedtothepowergrid,largeharmonicandreactivecomponentswillbegeneratedandthegridvoltagebecomesfluctuatingandasymmetric,whichposeaseriousthreattothesafeoperationofthetractionpowersupplysystemandthepublicpowergrid.Ino

7、rdertosolvethisproblem,anelectricrailwayactivecompensationdevicebasedonadaptivetheoryharmonicdetectionwasdesigned.Thesimulationresultsshowthatreal-timecompensationofharmonicsandreactivecurrentcanbeachieved.Firstofall,thepaperdescribedcurrentresearchbackgroundandsignificance.

8、accordingtothecharacteristicsoftheelectricrailwayinChina,amethodofrectifyin