电力机车负序电流分量对恒速恒频风电机组的影响研究

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1、第33卷第6期可再生能源Vol.33No.62015年6月RenewableEnergyResourcesJun.2015电力机车负序电流分量对恒速恒频风电机组的影响研究胡健民，李凤婷（新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830047）摘要：电力机车作为单相冲击性负荷，在其运行过程中会产生负序分量。当牵引站和风电场集中接入地区电网时，电力机车产生的负序分量会通过电网间接影响到恒速恒频风电机组的安全稳定运行。文章针对目前部分地区牵引站与风电场同时接入电网的情况，从理论上分析了电力机车负序特性及其对风电机组的影响，并通过搭建牵引站与风电场并存地区电网模型，仿真分析不同牵引工况的电力机车对不同运

2、行方式下风电机组的机端电流、瞬时功率等参数的影响，验证理论分析的正确性，最后提出能够减小电力机车负序对风电机组影响的措施。关键词：电力机车；负序分量；恒速恒频风电机组中图分类号：TM615文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）06-0883-07DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.06.0130引言电特点及三门峡风电场运行情况，分析了电力机近年来，随着电气化铁路、风力发电建设速度车对风电机组的影响。文献[6]分析了电力机车在的加快，同区域内牵引站和风电场接入电网的情行驶和启动过程中对风电场瞬时功率的影响，但况越来越多。在我国，电力机车恶

3、化并网点电能质没有涉及牵引工况对不同运行方式下的风电场量，从而造成风电机组不能正常运行的事例屡有PCC点母线电压、风电机组机端电流的影响。文发生，如2008年三门峡风电场的风电机组经常因献[7]从理论上分析了电气化铁路谐波对风电场“电流不对称”故障停机，其原因是并存地区电力运行特性的影响，仿真分析风机数量不同时风电机车单相负荷恶化风电场并网点电压不平衡度，场升压站低压母线谐振现象，并提出减小谐波对致使风电机组保护动作，退出运行。风电场影响的建议。牵引变压器对电力系统的影响已有大量研究电力机车是一种间歇性不对称负荷，运行中和报道，并取得了一定成果。文献[1]利用Matlab/不可避免地产生

4、负序分量并注入电网，造成电网Simulink仿真平台建立韶山8型电力机车的仿真的三相电压不平衡，影响同区域的风电系统的正模型，该模型对电力机车负荷特性有较好的描述常运行。本文以恒速恒频风电机组为例，分析了供能力，能够用于电力系统的相关仿真和分析中。文电臂负荷、电力机车运行速度等不同情况下电力献[2]以斯考特变压器的供电系统为例，分析电气机车的负序特性，仿真分析不同牵引工况的电力化铁路负荷注入电力系统谐波的特点，简单介绍机车负序对不同运行方式下风电机组的影响，并了谐波、负序对电力系统的危害并提出了应对措就如何减小这些影响给出了建议及措施。施。文献[3]从电能质量角度出发，分析电气化铁1牵引

5、供电系统产生的负序分量路负荷对电力系统的影响。文献[4]以包神铁路巴无论是交直型机车还是交直交型机车，牵引瓷段瓷窑湾牵引变压器工程为例，对牵引变压器变压器压器采取何种接线方式，电力机车在运行加装SVC补偿装置前后电铁负荷负序和谐波的过程中有较大的负序电流存在。抑制情况进行了分析。文献[5]结合电气化铁路供1.1电力机车模型收稿日期：2015-02-23。基金项目：国家自然科学基金项目（51267019，51267018）。作者简介：胡健民（1990-），男，硕士研究生，研究方向为洁净能源并网技术。E-mail：huyunhaig470@163.com通讯作者：李凤婷（1965-），女，教

6、授，博士生导师，主要从事风电并网技术与电力系统继电保护的研究工作。·883·可再生能源2015，33（6）电力机车产生的负序电流随着两供电臂行车平衡时牵引变压器高压侧负序电流不平衡度为密度、机车运行速度、机车种类及道路状况而变0.5，不平衡时为1，因此其负序性能和性价比较化。我国主流交直型机车包括以韶山8（SS8）型为高。代表的不等分三段桥控制电力机车；以韶山4型本文以铁路部门采用较多的V/V牵引变压[9]为代表的经济四段桥控制电力机车；以8K为代器为例进行分析，其结构如图2所示。表的一段半控桥和一段全控桥控制电力机车。采IAA用交直交型主电路控制的HXD等和谐系列的交IBB流传动机车。

7、ICC[8]本文以韶山8型电力机车为例进行研究，其整流调压电路见图1。IaIbvd1vt1vt3a1u3L1L2图2V/V牵引变压器接线原理图b1Fig.2V/Vtractiontransformerwiringdiagramu3x1由图2可知，牵引变压器高压侧接于电力系25kVMMvd2vt2vt4统A，B，C三相，Ia，Ib分别为两条供电臂牵引电a2vd3流。vt5u2Lf1R1Lf2R2x2以Ubc为参考向量，则Ia和Ib向量