高原长距离输电线路电压补偿设计与仿真的研究

摘要

青藏铁路地处青藏高原，电源稀缺，使得铁路35kV贯通线不得不采取超长距离输电，为此，给该供电系统带来了许多问题。西藏段35kV供电线路由于长距离输电而造成电压波动过大，存在谐波、过电压、电压闪变等问题，其中电压波动大、过电压问题影响较为严重。考虑到今后青藏铁路运行对供电可靠性和稳定性的要求，本文根据存在的问题，经过分析提出了配置动态无功补偿装置的可能性建议。 本文首先介绍了目前使用的各种动态无功补偿装置，在此基础上结合青藏铁路供电系统的特点，采用一种电力电子逆变器并联电感器调压的混合型无功功率补偿方式。根据该方式的拓扑结构，建立了装置的数学模型。依据其数学模型，对其控制系统进行了动态性能分析并初步给出了系统参数。然后利用MATLAB／Simulink对拟建的青藏铁路超长距离供电系统进行仿真。最后通过对仿真结果的分析，证明了此方式用于青藏铁路供电系统的可行性。

目录

文摘

英文文摘

西南交通大学学位论文创新性声明

第1章绪论

1.1本课题的研究背景和意义

1.2无功补偿技术的发展和应用

1.2.1无功补偿的必要性

1.2.2国内外各种补偿方式的介绍

1.2.3几种补偿方式的比较

1.3本文的主要工作

第2章无功功率理论与无功电流检测

2.1无功功率理论及其发展

2.1.1传统的无功功率理论

2.1.2瞬时无功功率理论

2.1.3无功功率理论的研究及其进展

2.2无功电流的检测方法

第3章无功发生器及其混合补偿原理及应用

3.1无功发生器及其混合型补偿装置的工作原理

3.1.1无功发生器的基本结构

3.1.2无功发生器补偿方式的基本工作原理

3.1.3混合型无功补偿方式的基本结构及工作原理

3.2无功发生器及其混合补偿在改善电能质量中的应用

3.2.1提高系统功率因数

3.2.2调节电压作用

3.2.3降低线损

第4章无功发生器装置建模分析及控制设计

4.1无功发生器装置的数学模型建立

4.1.1开关函数的一般数学模型

4.1.2 dq模型的建立

4.1.3dq模型的线性化

4.2装置的控制方法

4.2.1电流间接控制方法

4.2.2电流直接控制方法

4.3参数的设置

4.3.1连接电抗器的确定

4.3.2等值耗损电阻的确定

4.3.3电容参数的选定

第5章长距离输电线路的仿真研究

5.1装置并网启动方式

5.1.1一般电力电子装置的启动方式

5.1.2本设计采用的启动方式

5.2仿真结果

5.2.1混合动态补偿用于调节电压的仿真结果

5.2.2加入扰动的补偿

5.2.3母线无功功率投入前后的变化

5.2.4直流侧电容电压

结论与展望

致谢

参考文献

硕士期间发表的学术论文及参与的科研项目