高速列车与牵引供电网高次谐波谐振分析.pdf

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1、2013年电工技术学报Vol.28Sup.2第28卷增刊2TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETY2013高速列车与牵引供电网高次谐波谐振分析初曦林飞杨中平孙湖（北京交通大学电气工程学院电力电子研究所北京100044）摘要本文主要研究了由于高速列车与牵引供电网参数不匹配而引起的高次谐波谐振现象。首先，简要介绍了高速铁路牵引供电系统与高速列车牵引传动系统建模的理论和方法。从理论上分析了高速列车网侧电流谐波特性，基于传统的牵引网单线模型分析了谐振现象产生机理。然后，参考京沪线先导段某供电区间和CRH-3

2、80A型动车组，搭建了系统仿真模型，仿真分析了高次谐波谐振引起的列车端电压升高的现象、供电区间谐振点分布规律及阻抗特性。关键词：复线AT供电方式三电平四象限整流器牵引网谐波特性谐振中图分类号：TM315AnalysisofHighFrequencyResonancesinthePowerSupplyLineoftheHighSpeedTrainChuXiLinFeiYangZhongpingSunHu（InstituteofPowerElectronicsandElectricTractionofSchoolofElectricalEngin

3、eeringBeijingJiaotongUniversityBeijing100044China）AbstractThehighfrequencyresonancecausedbythemismatchbetweenthehighspeedtrainandthepowersupplylineisanalyzedinthispaper.Themodelingmethodsofthehigh-speedrailwaypowersupplysystemandhighspeedtraintractiondrivesystemaredescribed

4、indetail.Andthecharacteristicofharmoniccurrentgeneratedbythehighspeedtrainismentionedintheory.Thegenerationmechanismofresonanceisinvestigatedbasedonthetraditionalpowersupplylinesimulationmodel.Then,accordingtoBeijing-ShanghailineandCRH-380A,thesimulationmodelisbuiltwiththeM

5、TLmodel.It’sresultedthathighfrequencyresonancesmaycausethehighvalueofharmonicvoltage.Inaddition,thedistributionpatternofresonantpointsandimpedancecharacteristicareresearcheddeeply.Keywords：AT-fedpowersupplysystem,three-levelPWMrectifier,powersupplyline,harmoniccharacteristi

6、c,resonance1引言1象给列车运行带来的不良影响是一个值得深入研究并亟待解决的问题。随着高速列车的大量使用，其注入牵引网的高目前，对车网谐振现象的研究主要分两个方面：次谐波带来的问题也日趋严重，由于车网参数不匹[3,4]一是分析牵引网的谐波特性，二是分析高速列车注配而引起的谐振现象便是其中之一。当列车注入牵[5,6]入牵引网电流的谐波特性。分析车网谐振现象一般引网的某次谐波频率在系统谐振点频率附近时就会[4]采用牵引供电网单线简化模型。这种方法将变电所引起谐振现象，此时列车端会产生幅值很高的谐波等效成阻感负载，将牵引网看成一根均匀的传

7、输线，电压，严重时会影响列车的正常运行。车网谐振现在电路中用串联的阻感和并联的电容等效，将列车等效成一个谐波电流源。根据电路相关知识可以准确写国家973计划资助项目（2011CB711106）。出列车两端阻抗值与列车位置的关系，便于定性、定收稿日期2013-10-11改稿日期2013-11-11量分析系统谐波传播规律和谐振频率特性。但这种建第28卷增刊2初曦等高速列车与牵引供电网高次谐波谐振分析355模方法过于简单，并不适用于类似高速铁路采用的复其中：线AT供电方式等复杂的牵引供电方式。文献[2,4]针（2）Z00Y对AT供电方式建立了牵

8、引网的多线模型，对谐振现象进行了仿真，但未深入探讨牵引网的阻抗特性。文Z0献[9]在牵引网多线模型的基础上研究了基于车网耦Zc（3）Y0合的潮流计算方法，由于文章