[發(fā)明專利]一種確定電氣化鐵路多諧波源疊加后電流的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410023638.7
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103745065A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李濤;魏孟剛;何硯德;賀春;付永生;燕翚
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;中電普瑞科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣化鐵路電能質(zhì)量評估領(lǐng)域，具體涉及一種確定電氣化鐵路多諧波源疊加后電流的方法。

背景技術(shù)

電氣化鐵路牽引負(fù)荷是日波動性非常頻繁和劇烈的整流負(fù)荷，具有特征諧波不同、諧波初相角分布廣泛、諧波幅值隨機(jī)劇烈波動，并且諧波直接注入到高壓電網(wǎng)從而向全網(wǎng)擴(kuò)散等特點。電氣化鐵路牽引系統(tǒng)的一個公共連接點可以連接多個負(fù)荷，例如，牽引系統(tǒng)供電臂上會接有多輛電力機(jī)車，每輛機(jī)車等效于一個諧波源。此時每輛機(jī)車所產(chǎn)生的諧波電流并不是簡單的線性疊加關(guān)系，而是和各個諧波電流相角有關(guān)。以往的電氣化鐵路諧波分析研究大多沒有直接考慮多個諧波源所產(chǎn)生電流之間的疊加關(guān)系，導(dǎo)致計算出的諧波電流比真實值偏大，使得電氣化鐵路的諧波預(yù)測不夠準(zhǔn)確從而影響電能質(zhì)量評估。

目前，針對諧波源疊加問題國內(nèi)外研究人員主要采用實測法、解析法、數(shù)學(xué)模型法和仿真法對電鐵諧波進(jìn)行分析研究：實測法是通過對牽引網(wǎng)某處的諧波進(jìn)行測量，運用統(tǒng)計的方法得到該處諧波電流的統(tǒng)計特性，需要建立在大量實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上；解析法是采用數(shù)學(xué)的方法以及概率學(xué)理論，求多個隨機(jī)諧波電流之和的概率密度函數(shù)，目前尚局限于卷積法，即假定隨機(jī)變量之間相互獨立。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對電氣化鐵路多諧波源電流疊加并不是簡單的線性疊加關(guān)系，提供一種確定電氣化鐵路多諧波源疊加后電流的方法，通過電氣化多諧波源系統(tǒng)的多樣化影響因子的仿真曲線計算所述多諧波源疊加后的電流值，所述多樣化影響因子為多諧波源疊加后電流值的絕對值與各個諧波源電流的絕對值的疊加值的比值；

確定所述電氣化多諧波源系統(tǒng)的多樣化影響因子仿真曲線的方法包括：

步驟1，利用實際測量或軟件仿真得到電氣化多諧波源系統(tǒng)的諧波電流波形；

所述電氣化鐵路多諧波源系統(tǒng)包括牽引變電所左右供電臂連接的電力機(jī)車類型和數(shù)量的情況；

步驟2，對所述諧波電流波形進(jìn)行傅里葉分析得到各次諧波電流的幅值和相位，得到不同諧波次數(shù)的多樣化影響因子的離散數(shù)據(jù)；

步驟3，對所述離散數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到所述電氣化鐵路多諧波源系統(tǒng)的多樣化影響因子仿真曲線。

本發(fā)明提供的第一優(yōu)選實施例中：所述步驟1中使用PSCAD/EMTDC仿真軟件建立所述電氣化鐵路多諧波源系統(tǒng)，所述仿真建立的所述電氣化鐵路多諧波源系統(tǒng)中一側(cè)所述供電臂連接的所述電力機(jī)車的數(shù)量不超過四個；

電力機(jī)車類型包括SS3型電力機(jī)車和HXD3型電力機(jī)車。

本發(fā)明提供的第二優(yōu)選實施例中：所述步驟3中對所述離散數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合的方法為使用最小二乘法按照使偏差平方和最小的原則得到所述擬合曲線。

本發(fā)明提供的第三優(yōu)選實施例中：連接所述SS3型電力機(jī)車的交直型多諧波源牽引供電系統(tǒng)中，所述牽引變電所的左右供電臂在接有相同數(shù)量的1～4個SS3型電力機(jī)車負(fù)載時，不同諧波源個數(shù)的相同諧波次數(shù)的多樣化影響因子相差小；低次諧波、高次諧波和中間次數(shù)諧波的多樣化影響因子的值依次減小。

本發(fā)明提供的第四優(yōu)選實施例中：連接所述HXD3型電力機(jī)車的交直交型多諧波源牽引供電系統(tǒng)中，相同諧波次數(shù)的多樣化影響因子隨著諧波源數(shù)目的增多降低。

本發(fā)明提供的一種確定電氣化鐵路多諧波源疊加后電流的方法，相對于最接近的現(xiàn)有技術(shù)的有益效果包括：

1、本發(fā)明提供的一種確定電氣化鐵路多諧波源疊加后電流的方法，提出一種考慮多個諧波源電流之間多樣化影響的疊加方法，通過建立典型電力機(jī)車模型，構(gòu)建了牽引供電系統(tǒng)多諧波源仿真模型，計算分析了不同類型電力機(jī)車在數(shù)目不同情況下的多樣化影響因子，使用最小二乘曲線擬合法總結(jié)多樣化影響規(guī)律，根據(jù)該多樣化影響規(guī)律應(yīng)用于電氣化鐵路多諧波源疊加后電流的計算。并通過試驗與實測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗證了其正確性。

2、應(yīng)用多樣化影響因子擬合曲線可預(yù)測實際中多諧波源疊加的諧波電流工況，進(jìn)一步可推廣到其他類型電力機(jī)車及諧波源負(fù)載，如：電弧爐、軋鋼機(jī)、變頻器等，應(yīng)用多樣化影響因子分析得到對應(yīng)的諧波疊加規(guī)律，從而為預(yù)測諧波電流、評估系統(tǒng)電能質(zhì)量提供了一種思路和方法。

附圖說明

如圖1所示為本發(fā)明提供的一種確定電氣化多諧波源系統(tǒng)的多樣化影響因子仿真曲線的方法的流程圖；

如圖2所示為本發(fā)明提供的SS3型電力機(jī)車主電路圖；

如圖3所示為本發(fā)明提供的SS3型電力機(jī)車系統(tǒng)側(cè)電流波形圖；

如圖4所示為本發(fā)明提供的SS3型電力機(jī)車各次諧波值示意圖；