動車組網側諧波抑制技術研究

徐帥

摘要：針對動車組網側操作技術及網側諧波存在的問題，通過分析諧波電流產生的原因，進行諧波抑制技術的分析，為諧波抑制方法提供理論支持。

關鍵詞：動車組；諧波；抑制

一、諧波電流產生原因分析

（一）四象限流器功能概述

四象限流器是一種基于雙閉環控制系統、并借助整流器的特點，有效控制周期內的電流參數在一定范圍之內的設備。當設備工作過程中范圍電流高于基礎標準時，設備就會自動斷開，進而實現將直流、交流電流的參數控制在一定范圍內 [1] 的目標。若范圍電流參數在標準參數內，設備將不會產生作用。但是在動車的諧波控制過程中，該設備與其他元件的限制條件仍沒有系統的參照標準，進而導致該設備的功能仍有缺陷。

（二）諧波電流產生原因

由于四象限整流器設備的不穩定運行，進而導致設備產生非線性電壓，即諧波電壓。特別是變流器、變頻器的相位大小參數不正常，進而導致線路內的電壓與正弦波的參數配比超過常規，導致產生2倍以上的諧波頻率，進而可能導致元件發生損害。同時，由于負載量過大而導致范圍內的電感元件和電容元件的周期負載過大，極大的降低了元件的使用周期，甚至可能產生安全隱患問題。

二、動車組網側諧波抑制技術

（一）基本模型的建立

1.仿真模型

技術人員需要從動車組的供電設備出發，并借助相關的操作軟件構建具有操作意義的仿真模型，使軟件能夠結合動車組的實際供電情況進行分析，保證模型位置與參數具有科學的意義[2]。同時，需要對諧波產生的位置進行調研，并分析各部位諧波的大小參數，進而通過仿真計算得出一個具有協調意義的固有屬性，實現對元件位置的優化控制。

2.計算模型

需要對仿真技術固定的數據進行模型計算，并利用其牽引參數進行諧波成分、諧波頻率的計算。在實際操作中主要依據以下公式： f1=n×2fc±m×fs

其中，fc采納數為載波頻率的數值；fs=50Hz（調試頻率參數）；m、n為調試點的參數值，且m=（n1），即當m=1，3，51時，n=2，4，61；若m=2，4，61時，n=1，3，51。

如圖1所示，當使用牽引變壓器次邊2臺變流器的相位差大小為90°時，依據公式可以得出能夠消除單邊2fc的諧波大小，進而促使原設備僅存在4fc諧波大小；若2個牽引單元中，有4臺牽引變流器進行控制，且移相控制角度為45°，那么可以減小4fc的諧波大小，進而促使原設備僅存在8fc諧波大，最終得出頻率參數與載波頻率的關系。

（二）阻頻的控制

技術人員需要對不同的導線長度進行測量，并利用標準的方法對抗阻頻率進行分析，比較不同數據之間的關系，進而得到一個具有調控參數的協調點，以及牽引網的長度參數與諧波的頻率呈現的函數趨勢。因此，技術人員僅需要對線路的長度參數進行分析，并保證部分線路的長度參數盡量延長，從而有效的控制其頻率降低，實現諧波的有效控制[3]。在實際操作中，技術人員需要對動車組在運作過程中的各項基本參數進行計算，確保牽引阻頻得到精準控制，達到牽引頻率抑制其諧波的目的。同時，需要避免兩者的參數發生重合，有利于其固有參數的穩定控制。

（三）諧波濾波器

技術人員可以使用該設備進行多范圍的諧波頻率控制，特別是需要注意在與設備運行中的耦合反應。通過耦合反應的拓展，實現各區域的過量諧波能夠與設備產生的諧波中和，進而促使過量的諧波能夠在耦合操作中得到有效降低。抑制諧波的核心是在高壓端設置諧波濾波器。

設備的引入中需要著重考慮牽引繞組的參數值，分析繞組與疊加之間的關聯性，進而有效消除由于疊加操作而導致的不必要麻煩。另外，需要對該設備的電流參數進行控制，保證其參數值能夠穩定在周期范圍內，進而有效保證其諧振量參數的穩定，也確保了固有屬性與人為操作之間的可協調性，達到控制的目的。最后，需要對網側線路的兩端參數進行控制，保證其首、尾參數值在標準范圍之內，進而全面確保其阻抗作用。

（四）控制網地網長度

該技術需要結合操作公式進行拓展，并結合牽引長度、地網長度進行系統的參數分析。保證參數在系統的控制中實現控制的價值。同時，需要對實際環境進行調研，分析地網參數的可行性距離，保證地網參數具有合理性。最后，需要對實際地網參數進行調研，盡可能的增大基本長度參數，并保證其長度參數與周期頻率具有統一性的意義[4]。若該線路已經被全面固定，那么要依據動車組與變電站的距離進行調控，保證其參數能夠盡可能的放大，進而全面控制諧波。

三、結束語

全面抑制諧波的產生不僅有利于保障電網運行效益，還有利于實現對污染源的全面控制。因此，需要就動車組網側諧波的抑制技術進行拓展，對其電流參數、電壓參數進行控制，對安全隱患問題進行有效控制。同時，需要將科學化的操作技術融入實際操作過程中，可以將載波移相操作融入過程中，實現網側諧波含量的有效改進、控制。

參考文獻：

[1]管愛偉，金鈞，劉通.基于移相載波控制技術的CRH380B型動車組網側諧波抑制研究[J].變頻器世界，2017（9）：51-54.

[2]周安德，劉斌，楊穎.城際動車組網側諧振仿真分析與抑制[J].電力機車與城軌車輛，2016（4）：1-6.

[3]蔣李晨昕.混合動力動車組網側變流器控制策略的研究與實現[D].2016.

[4]譚少敏.網側諧波對和諧型動車組和電力機車的影響[D].2016.

（作者單位：中車青島四方機車車輛股份有限公司）