基于V/v變壓器同相牽引供電的新型補償系統

羅隆福,周穎啟，鄒津海

(1. 湖南大學 電氣與信息工程學院，湖南 長沙 410082；2. 株洲變流技術國家工程研究中心，湖南 株洲 412001)

0 引言

電氣化鐵路的牽引負荷具有不對稱、非線性等特點，會導致整個電氣化鐵路牽引系統存在嚴重的負序問題，影響到電力系統的安全穩定運行。這種現象已引起國內外相關領域專家的關注，現有大量關于電氣化鐵路電能質量治理的研究。文獻[1-3]針對常規牽引供電系統，采用鐵路功率調節器(RPC)、半橋變流器(HBC)這些電力電子器件綜合治理電能質量，并取得了良好的效果。

近年來我國電氣化鐵路發展迅速，電力機車不斷提速，常規牽引供電系統中電分相的存在使得電力機車的供電頻繁中斷，給列車帶來牽引力和速度的損失，并存在一定的安全隱患[4]。采用同相供電技術是解決上述問題的有效途徑[5-9]。相較于常規牽引供電系統，同相供電補償系統中的有源器件(變流器)容量太大，因而成本過高，阻礙了同相供電技術在實際工程中的應用。為了解決上述問題，已有相關學者提出了降低同相供電系統變流器容量的方案。文獻[10]基于V/v變壓器，提出了混合電能質量調節器(HPQC)的電能質量改善方案，采用價格相對便宜的無源器件(LC、L)發出無功功率以降低有源部分容量。文獻[11]在文獻[10]的基礎上，將磁控靜止無功補償器(MSVC)與HPQC并聯，進一步降低HPQC的直流電壓和變流器容量。文獻[12]采用類似HPQC的LC耦合鐵路功率調節器(LC-RPC)，在電氣化鐵路負荷隨機波動的條件下分析研究其特性，相比于傳統RPC，LC-RPC的變流器設計容量降低了30%～40%。……