感应滤波技术在地铁供电系统中的应用.pdf

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1、摘要地铁供电系统属于交直流混合系统，其中采用了大量的非线性电力电子设备，这些设备在运行中会产生大量谐波，给电网造成不可忽视的谐波污染问题。随着地铁建设的大规模开展，寻求一种高效可靠的谐波治理方案以提升地铁供电系统的电能质量，已成为目前科学研究的热点问题。论文主要研究工作如下：查阅了大量国内外文献，对目前地铁供电系统的谐波治理方案进行了分析和比较，在此基础上总结出传统滤波方式的不足之处，以及感应滤波技术对治理地铁供电系统谐波问题的研究意义。介绍了地铁供电系统结构和运行方式，并分析了系统中主要的谐波源整流机组的

2、谐波分布情况，并结合多脉波整流技术重点分析了24脉波整流机组的工作原理和谐波特征。针对地铁供电系统谐波治理方案存在的问题，提出了一种应用于地铁供电系统的新型整流机组设计方案，研究了新型整流变压器的接线方案和工作原理。然后根据感应滤波技术的阻抗约束条件和各项技术参数对新型整流变压器的电磁负载、主要几何尺寸和各项性能参数进行了计算，确定了变压器电磁设计方案。建立了新型整流机组的数学模型，并对地铁供电系统交直流混合潮流进行计算。接着建立了交流网络中各元件的谐波等效数学模型，对基于新型整流机组的地铁供电系统的谐波潮

3、流进行了计算。根据新型整流机组的结构参数设计了配套的滤波方案并对滤波装置的参数进行了计算。采用Matlab/simulink软件对传统24脉波整流机组和新型整流机组进行仿真验证。仿真结果与谐波潮流计算结果基本一致，说明新型系统模型在总体上已达到传统系统模型的谐波抑制效果。关键词：地铁供电系统；感应滤波；交直流潮流；谐波潮流；Gauss-SeidelABSTRACTMetropowersupplysystemisatypicallyhybridAC/DCpowersystems,inwhichlargenum

4、bersofnonlinearelectricalandelectronicdevicesareemployed.Asaconsequence,substantialharmoniccurrentswillbegeneratedduringsystemoperation,posinganon-negligibleharmonicspollutionproblemtothepowergrid.Withthelaunchoflarge-scalemetrodevelopmentinitiatives,these

5、archforanefficientandreliableharmonicsharnessingschemecapableofimprovingthepowerqualityofmetropowersupplysystemhasbecomeahotresearchtopicinpresentscientificresearch.Themajorcontributionsofthispapertowardthatgoalcanbesummarizedasfollows:Basedonasubstantiall

6、iteraturereviewaddressingbothdomesticandinternationalstudies,theexistingharmonicsharnessingschemesformetropowersupplysystemareanalyzedandcompared.Furthermore,thedrawbacksoftraditionalfilteringmethodsandthesignificanceofapplyinginductivefilteringtechnologyt

7、oharnessthisharmonicsproblemaresummarized.Thestructureandoperationprinciplesofmetropowersupplysystemareintroduced,followedbyananalysisoftheharmonicdistributionofthemajorharmonicsourcesinthesystem(e.g.,rectifierunits).Multi-pulserectifiertechnologyisalsoadd

8、ressed;inparticular,theoperatingprincipleandharmoniccharacteristicsof24-pulserectifierunitsarehighlightedintheanalysis.Toaddresstheproblemsofthecurrentharmonicsharnessingschemesusedinmetropowersupplysystem,an