[发明专利]一种电力机车谐波电流的分相补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力机车谐波电流的分相补偿方法，属于电气化铁道电能质量治理领域。

背景技术

和其他牵引方式相比，电力机车具有提高铁路运输能力、降低运营成本、保护生态环境的优点。随着电气化铁道地迅猛发展，也暴露出了电力机车的相应弊端。尤其，电力机车运行时，对供电系统产生了很大的冲击，恶化了电网的运行条件。目前，电气化铁道所采用的电力机车，主要属于波动性强的单相整流桥负荷，对于三相供电的电力系统来说，将产生三相不平衡的基波电流和三相不平衡的谐波电流。三相不平衡的基波电流将导致电网三相电压不平衡，谐波电流可能引起电压波动，甚至导致系统谐振，损坏电力设备。随着电力机车容量和数量的激增，其所导致的电能质量问题已越来越严重。

目前，针对电力机车的三相不平衡基波电流，多采用基于斯坦梅兹理论的分相补偿SVC或分相补偿SVG；而对于电力机车的谐波电流，则多采用无源滤波器滤波或无源滤波器+有源电力滤波器混合滤波的形式。无源电力滤波器(PPF)是传统的补偿电力系统谐波电流的主要方式，其具有结构简单、运行可靠、成本较低等优点。但无源滤波器的滤波性能受电网参数的影响较大，电网频率偏差、电网阻抗变化、无源滤波器参数改变及老化均可能大幅降低滤波性能。有源无源混合型滤波器包括并联混合型有源滤波器和串联混合型有源滤波器。目前，工程应用较多的是并联混合型有源电力滤波器。并联混合型有源滤波器可以补偿电力机车的三相不平衡电流及谐波电流，但是由于电力机车采用的电压等级为27.5kV，并联混合型有源滤波器由于器件耐压有限，不适合补偿大容量的三相不平衡电流及谐波电流。

发明内容

发明目的：本发明提出一种电力机车谐波电流的分相补偿方法，降低设备的复杂程度，减少设备数量。

技术方案：本发明采用的技术方案为一种电力机车谐波电流的分相补偿方法，分相补偿SVG为三单相补偿器首尾接成三角形，三角形的三个顶点并接在三相电网上，针对相电流-线电流约束关系，增加了平均分配各次谐波最小电流至分相补偿SVG的各相的约束条件。

优选地，所述三单相补偿器为H桥级联直接并至电网或单个H桥通过变压器并至电网。

优选地，该方法包括以下步骤：

1)分相补偿的SVG谐波相电流与线电流满足式(1)所示关系：