基于模态分析的运动负荷牵引电网谐波谐振分析.pdf

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1、第38卷第l9期电力系统保护与控制V0l_38No．192010年10月1日PowerSystemProtectionandControl0ct．1．2010基于模态分析的运动负荷牵引电网谐波谐振分析徐志强，李冰，周田华，张海波(北京送变电公司，北京100044)摘要；为了防止牵引网谐波谐振发生时产生的系统过电压，须获得准确的谐波谐振频率及位置，从而消除运动负荷谐波谐振对牵引网的影响。利用模态分析法，对牵引网络节点导纳矩阵的特征根进行分析，从而得出运动负荷牵引电网谐波谐振的产生与频率及机车运行位置的关系。仿真分析所得谐波谐振与频谱分析的比较结果证明此方法正确。理论分析及实际应用

2、均证明该方法是进行运动负荷牵引网谐波分析的有效工具。关键词：牵引系统；运动负荷；谐波谐振；模态分析；特征根HarmonicresonanceassessmentoftractionsystemwithmovingloadbasedonmodalanalysisXUZhi—qiang，LIBing．ZHOUTian—hua，ZHANGHal—bo(BeijingElectricPowerTransmissionandTransformationCompany，Beijing100044tChina)Abstract：Inordertopreventtheover-voltageb

3、roughtbyharmonicresonanceoftractionsystem。itiSnecessarytogettheexactfrequencyandthepositionoflocomotivewhichcaneliminatetheeffectsofmovingloadharmonicresonanceonthetractionsystem．ModalanalysisiSusedtostudytheeigenvaluesofthenetworkadmittancematrix．UsingthismethOd，therelationshipbetweenharmon

4、icresonanceoftractionsystemandfrequencyandlocomotivepositioncanbeobtained．Comparedwiththeresultoffrequencysea1]analysis，itdemonstratesthatthemethodusedinthisPaDerforsimulationiScorrect．TheoreticalanalysisandcasestudyhaveconfirmedthattheusedmethodiSavaluabletoolofharmonicanalysisfortractionpo

5、wersystemwithmovingload．Kevwords：tractionsystem；movingload；harmonicresonance；modalanalysis：eigenvalue中图分类号：TM71文献标识码：A文章编号：1674—3415(2010)19．0076—05但文献[14．161都是对静态的电力系统网络进行O引言谐波谐振的评估，仅考虑频率对谐波谐振产生的影牵引电网是一个由电感和电容组合而成的非常响。对牵引网来说，谐波谐振的产生不仅与频率有复杂的多网孔网络，电力机车作为运动型负载，在关，还与机车运行的位置有关。随着我国众多新型运动过程中会使牵引

6、电网系统参数不断变化。于是电力机车的投入使用，新型机车与我国原有的牵引在不同的频率和机车运动的不同位置，牵引电网会网的参数匹配问题越来越受到重视，详细分析谐波呈现不同的阻抗性质和数值。若某次谐波达到谐振谐振的产生与频率及机车运行位置的关系是一个非条件，会使系统的电压、电流严重畸变，损坏系统常重要的课题。元件-训。1模态谐振的概念谐波谐振是由于系统中的容性元件和感性元件之间的能量交换造成的，虽然人们对于谐波谐振已假设根据对系统阻抗的频谱分析得知系统受频经有了很多的了解，但能够系统分析这种现象的方率为-厂的并联谐振。则通过式(1)计算出的电压向法和工具还比较少L5j。当前唯一能够识

7、别谐振存在量的某些元素对应于频率厂有很大的值：和确定谐振频率的方法只有频谱分析引，但这种U-，=If(1)工具并不能提供有效的解决该问题的更多信息。文式中：为系统网络在频率为l厂时的导纳矩阵；献[14—15】提出了基于模态分析的谐波谐振评估方法，该方法通过对网络导纳矩阵特征根的分析，得、为系统网络在频率为时的节点电压和节到有关谐振产生的机理和特性，为分析谐波谐振问点注入电流矩阵。为了简化符号，以下省略下标l厂。题提供了新的思路。严重的谐波谐振意味着某些节点电压非常高，徐志强，等基于模态分析的