基于模块化多电平结构的同相供电装置研究

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1、表兩：ｋ聲硕±学俭论文基于模块化多电平结构的同相供电装置研究专业名務：电气工程研究生姓名：赵燕导师姓名：张靖ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＣＯＰＨＡＳＥＰＯＷＥＲＳＵＰＰＬＹＤＥＶＩＣＥＢＡＳＥＤＯＮＭＯＤＵＬＡＲＭＵＬＴＩＬＥＶＥＬＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＺＨＡＯＹａｎ

2、ＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺＨＡＮＧＪｉｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｙ２０１５东南大学学位论文独創性汚明本人声明所呈交的学位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Ｗ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，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任何贡

3、献均已在论文中作了明确的说明。与我并表示了谢意。０／研究生签名：杂乘ｋ日期：＞又玉东南大学学位论文使用援权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内一容和纸质论文的内容相致，，可。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。０‘研究

4、生签名：导师寐名：系哨日期；＞＂如？ｓ＿论文强目：基于模块化多电平结构的同相供电装置研巧研巧生姓名：赵燕导师姓名：张靖学校：东南大学摘要科技水平巧电力技术的协同发展，推动了我国电气化铁路向高速、重载方向的不断＂创新。因化使得电铁牵引供电系统的兰大电能质量问题，负序、谐波、无功，化及电＂分相等问题变得尤为突出，。为了更好的适应高速铁路的发展要求牵引供电系统面临，研究同相牵引供电系统是从本质上解决这些问题的有效手段着牵引供电方式的改革。本文全面分析了现有同相牵引供

5、电系统的类型及所采用的拓扑结构，面对电铁高压、大容量治理的实际需求，总结出现有装置不仅需要笨重、庞大的变压器，而且存在、器件利用率低等问题。为改进现有系统存在的不足成本鳥，本文提出了基于Ｈ相Ｈ桥臂的模块化多电平变换器和Ｖ／Ｖ接线变压器的新型同相牵引供电装置。给出了新型同相牵引供电装置的结构示意图，分析了Ｖ／Ｖ接线变皮器的负序电流特性、容量利用率及其优缺点，并介绍了ＭＭＣ变换器的工作机理。运用矢量分析方法分别对基于全补偿和部分补偿两种工况下的新型同相牵引供电装置的补偿原理进行了深入的

6、分析，揭示了装置有功转移与负序补偿的原理，同时给出了补偿电流与补偿系数、一负载电流之间的关系。为降低装置的初始成本，步展开了装置补偿容量的讨论进，对比分析了四种补偿方案下装置的补偿容量、有功传输和补偿效果，选择了基于最小补偿容量的补塔方案。采用了基于瞬时功率法的综合补偿电流的实时检测方法，针对补偿电流的生成，采用了载波移相脉宽调制技术，。为了提商补僮电流跟踪的稳态精度和响应速度引入了基于ＰＩ控制和重复控制的复合控制策略：同时为了解决传统的负序二倍频坐标变换不适一用于同相牵引供电系统的

7、问题，采用了种基于比例谐振控制的环流控制方法。设计了新型同相牵引供电装置主电路参数的选取原则。最后，利用电磁暂态仿真软件ＰＳＣＡＤ对同相牵引供电装置进行建模仿真。仿真结果表明，本文所提出的新型同相牵引供电装置具有良好的稳态和动态性能，能够Ｗ最低的补偿容量有效地改善电铁的电能质量Ｉ从而验证了本文所提出的新型同相牵引供电装、控制策略的正确性和可行性，为推动电铁向高速置的拓扑结构和所采用的补偿方案、重载方向发展提供了有效的途径，具有重要的工程意义和经济价值。关键词：电气化铁路；同相牵引供电

8、系统；Ｖ／Ｖ接线变压器；模块化多电平变换器：优化补偿方案；电流跟踪控制：不平衡环流抑制ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＴｉｔｌｅｌＭｌｔｉｌｌＳｃｔｕｒｅ：ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｏｐｈａｓｅＴｒａｃｔｉｏｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＤｅｖｉｃｅＢａｓｅｄｏｎＭｏｄｕａｒｕｅｖｅｔｒｕＮａｍｅ：ＺＨＡＯＹａｎＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＺＨＡＮＧＪｉｎ