[发明专利]一种电气化铁路负序不平衡补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于电气化铁路电能质量补充领域，尤其涉及一种电气化铁路负序不平衡补偿方法。

背景技术

与常规电气化铁路机车牵引负荷相比，高速铁路机车牵引负荷具有瞬时功率大、功率因数高、谐波含量低和负序分量大等特点。我国已有8000多公里的高速铁路顺利开通运营，成为世界上高铁运营速度最快、里程最长的国家。高速铁路机车牵引负荷会产生大量负序分量，而这些负序分量不仅会引起电机振动和附加损耗，还会引起继电保护误动作，威胁高铁供电系统和电力系统的安全运行，所以需采取措施抑制负序分量。

目前采用的负序不平衡补偿方法主要有：（1）将不对称负荷接到不同的供电点；（2）采用轮流换相方法，使不对称负荷合理分配到各相；（3）将不对称负荷接到更高电压等级上供电，增加接入点的短路容量；（4）使用施科特（Scott）变压器和阻抗平衡变压器等新型变压器设备等降低不平衡度。上述方法对减小负序不平衡度有一定效果，但对于减小高速铁路负序不平衡，则效果不明显。

负序不平衡补偿是电能质量补偿的一个主要方面。近些年采用无功和平衡化补偿装置进行负序不平衡补偿成为电气化铁路牵引负荷电能质量补偿的研究热点，相继提出了基于斯坦梅兹（Steinmetz）补偿理论的三相静止无功补偿器（SVC）优化补偿方案和铁路功率调节器（Railway Power Conditioner，RPC），RPC可以对负序、谐波、无功进行综合补偿。但存在所需RPC的安装容量和补偿容量大、价格昂贵等问题，因此限制了其推广和应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种可实现多站协同补偿的电气化铁路负序不平衡补偿方法，本方法能对电气化铁路、特别是高速铁路的负序不平衡进行补偿，与传统单站补偿方式相比，本方法的补偿容量大大减小，成本降低，且增强了实用性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电气化铁路负序不平衡补偿方法，该方法采用轮流换相方法给3n+i站牵引变电站中的3n站安装铁路功率调节器，n为自然数，i＝0,1，2，获取电力系统母线三相相间容量x、y、z，假设x≥y≥z，相间容量x、y、z所对应的相间分别为X_x、X_y、X_z，令

每相邻三个牵引变电站上所安装的铁路功率调节器为一个补偿单元，则共有n个补偿单元，所述的各补偿单元根据所获取的相间容量和Y的取值范围进行如下补偿：

1）当时，与X_x相间连接的功率调节器RPC1和RPC2，分别从X_x相间传递大小为的有功功率到X_y和X_z相间，另一功率调节器RPC3将大小为的有功功率从X_y相间传递至X_z相间，同时，功率调节器RPC1向X_x相间补偿大小为的感性无功功率、向X_y相间补偿大小为的容性无功功率，铁路功率调节器RPC2向Xx相间补偿大为的容性无功功率、向X_z相间补偿大小为的感性无功功率，铁路功率调节器RPC3向X_y相间补偿大小为的容性无功功率、向X_z相间补偿大小为(233-Y23)·x-z2]]>的感性无功功率；