电气化铁路电能质量综合补偿系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种电气化铁路电能质量综合补偿系统及其控制方法。该系统包括铁路静止功率调节器RPC和两套晶闸管控制投切电容器TSC。晶闸管控制投切电容器承担大部分无功的补偿，RPC进行两供电臂有功调节、抑制谐波和补偿剩余小部分无功，因此RPC容量得到有效降低，并实现了负序、谐波和无功的综合补偿。所述控制方法包括RPC与TSC协调控制策略、基于无功分离的参考电流检测、无功分配方法和RPC控制方法。本发明公开的电气化铁路电能质量综合补偿系统以较低成本实现大幅提高电气化铁路电能质量，相应控制方法有效协调了RPC与TSC的工作并使系统具有较好的补偿性能，具有较好的应用前景。

主权项

一种电气化铁路电能质量综合补偿系统，包括由两个共用一直流侧电容的背靠背结构形式的变流器组成的铁路静止功率调节器，所述铁路静止功率调节器两侧变流器的输出分别经过该侧的输出电抗、该侧的单相三绕组降压变压器，分别安装于斯科特牵引变压器二次侧的两供电臂上，其特征在于，还包括两组晶闸管控制电容器，所述单相三绕组降压变压器原边为一个绕组，副边有两个绕组；铁路静止功率调节器的一侧变流器输出和一组晶闸管控制电容器分别接在一个单相三绕组降压变压器副边的两绕组上，铁路静止功率调节器的另一侧变流器输出和另一组晶闸管控制电容器分别接在另一个单相三绕组降压变压器副边的两绕组上；并采用以下步骤进行控制：1)对安装于斯科特牵引变压器二次侧的两供电臂a、b相供电臂负载电流进行实时计算，将有功和无功分离，得到铁路静止功率调节器的负序和谐波补偿量，以及需要的总无功补偿量；2)再将总无功补偿量进行无功分配，得到铁路静止功率调节器和晶闸管控制电容器分别需要的无功补偿量；3)所述负序、谐波补偿量和铁路静止功率调节器所分配的无功补偿量的叠加量为铁路静止功率调节器的总补偿量；4)铁路静止功率调节器的总补偿量确定后，直流侧电压由两变流器进行电流跟踪共同控制，晶闸管控制电容器根据步骤2所述无功分配确定其补偿电流后可以直接得到其投切组数，发出驱动信号进行投切。