CN103293378A - 一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法 - Google Patents

一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103293378A
CN103293378A CN2013101595715A CN201310159571A CN103293378A CN 103293378 A CN103293378 A CN 103293378A CN 2013101595715 A CN2013101595715 A CN 2013101595715A CN 201310159571 A CN201310159571 A CN 201310159571A CN 103293378 A CN103293378 A CN 103293378A
Authority
CN
China
Prior art keywords
harmonic
power supply
supply system
frequency
train
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013101595715A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103293378B (zh
Inventor
崔恒斌
冯晓云
葛兴来
熊成林
宋文胜
王青元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN201310159571.5A priority Critical patent/CN103293378B/zh
Publication of CN103293378A publication Critical patent/CN103293378A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103293378B publication Critical patent/CN103293378B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法。所述方法包括：采集牵引供电系统中牵引或制动运行列车的网压与列车所有四象限变流器交流侧电压；对采集数据预处理后，使用FFT方法计算网压与所有四象限变流器交流侧电压和的各次谐波分量幅值；针对奇数次谐波计算谐波增益系数，并根据谐波增益系数与频率关系曲线辨识牵引供电系统的谐波谐振频率。本发明的方法，可用于指导既有铁路新投入列车的选型，避免高危害谐振的发生；也可用于试验检测列车对新建铁路的谐波谐振频率进行辨识。

Description

一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法
技术领域
本发明属于电气化铁道技术领域，涉及一种牵引供电系统谐波谐振频率辨识方法。 
背景技术
电气化铁道的牵引供电系统是由牵引变电所、分区所、AT所、传输线（馈电线、接触网、钢轨和回流线）等组成。由于牵引供电系统存在分布电容与电感，在一定的频率下，易发生谐波谐振。交直交型列车因具有功率因数高、谐波含量低、功率大、可靠性高及维护简易的优点，目前被广泛应用于铁路运输。但相对传统交直型列车，交直交型列车控制更复杂、谐波频谱更宽。交直交型列车是牵引供电系统的主要谐波源，当交直交型列车谐波源主要谐波频率与牵引供电系统谐波谐振频率一致时，会引起列车与牵引供电系统过压、过流故障的发生，威胁牵引供电系统与列车的安全运行。 
牵引供电系统拓扑结构复杂，目前缺少有效辨识其谐波谐振频率的方法，因此尚不能预防高危害谐振的发生。牵引供电系统与列车严重过压、过流故障仅发生于列车谐波源主要谐波频率与牵引供电系统谐振频率一致时，发生概率小。因此，当前仅当高危害谐波谐振导致严重故障，影响列车安全运营时，工程技术人员才会被动性解决问题。 
发明内容
1、本发明提供了一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法，在 交直交型列车运行的电气化铁路中辨识牵引供电系统谐波谐振频率,包括以下步骤： 
1）当交直交型列车在牵引供电系统中牵引或电制动运行时，以采样率fc对网压us与所有四象限变流器交流侧电压uabi(i=1,2,3…,N，其中N为四象限变流器的数目)进行采样，采样点数为M； 
2）计算uab=∑uabi； 
3）以牵引供电系统基波频率fb为基准，利用FFT方法计算一定频率范围内us与uab的各次谐波分量幅值； 
4）针对奇数次谐波分量，计算各频率f下的谐波增益系数HG=(us(f)/k2)/∑uab(f)，k为车载变压器的变比，并生成HG与频率特性曲线，曲线峰值对应谐波频率即为牵引供电系统的谐波谐振频率。 
辨识牵引供电系统谐波谐振频率步骤中，所述采样率fc远大于列车牵引传动系统四象限变流器的开关频率，且fc为fb的整数倍。 
辨识牵引供电系统谐波谐振频率步骤中，所述采样点数M为fc/fb的整数倍。 
本发明针对我国既有使用交直交型列车的电气化铁路，提供了一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法,采集牵引供电系统中牵引或制动运行列车的网压与所有四象限变流器交流侧电压,对采集数据预处理后，使用FFT方法计算网压与所有四象限变流器交流侧电压和的各次谐波分量幅值；针对奇数次谐波计算谐波增益系数，并根据谐波增益系数与频率关系曲线辨识牵引供电系统的谐波谐振频率。在工程和研究上对牵引供电系统谐波谐振频率予以辨识，反映了谐波 谐振发生时网压谐波与四象限变流器交流侧电压谐波的关系，同时克服了随机因素对结果的干扰。本发明既可用于指导既有铁路新投入列车的选型，避免高危害谐振的发生，也可用于试验检测列车对新建铁路的谐波谐振频率进行辨识。 
附图说明：
附图1是交直交型列车牵引传动系统示意图 
附图2是具体实施方式中实例对应谐波增益系数与频率特性曲线 
具体实施方式
本发明是运用在图1所示的列车牵引传动系统中的一种牵引供电系统谐波谐振辨识方法。在图1中,牵引传动系统包含车载牵引变压器、四象限变流器、二次滤波支路、直流滤波电容器、瞬时过电压保护电路与电机侧；通过电压传感器分别采集车载变压器原边电压us、四象限变流器交流侧电压uab1、uab2，并经过A/D转换传递至处理器；处理器对采集数据进行处理并完成谐振频率的辨识。车载牵引变压器的变比为27500:1550:1550，四象限变流器开关频率为1250Hz。具体实施方法如下： 
1、数据采集与预处理：当列车正常工作（牵引或制动）时，以20000Hz的采样率对us与uab1、uab2进行400点采样；计算uab=uab1+uab2； 
2、以牵引供电系统基波频率50Hz为基准，利用FFT方法，计算5000Hz频率范围内us与uab的各次谐波分量幅值； 
3、针对奇数次谐波，计算各频率f下的谐波增益系数HG= us(f)2/(27500/1550)2/uab(f)；生成HG与频率特性曲线，曲线峰值所对应频率即为牵引供电系统谐波谐振频率。 
本实施例牵引供电系统谐波谐振频率理论值为2550Hz，使用本方法测试结果为2550Hz，如图2。因此，本方法可准确辨识牵引供电系统谐波谐振频率。 

Claims (3)

1.一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法，在交直交型列车运行的电气化铁路中辨识牵引供电系统谐波谐振频率,其特征在于，包括以下步骤：
1）当交直交型列车在牵引供电系统中牵引或电制动运行时，以采样率fc对网压us与所有四象限变流器交流侧电压uabi进行采样，采样点数为M；i=1,2,3…,N，其中N为四象限变流器的数目;
2）计算uab=∑uabi；
3）以牵引供电系统基波频率fb为基准，利用FFT方法计算一定频率范围内us与uab的各次谐波分量幅值；
4）针对奇数次谐波分量，计算各频率f下的谐波增益系数HG=(us(f)/k2)/∑uab(f)，k为车载变压器的变比，并生成HG与频率特性曲线，曲线峰值对应谐波频率即为牵引供电系统的谐波谐振频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样率fc远大于列车牵引传动系统四象限变流器的开关频率，且fc为fb的整数倍。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样点数M为fc/fb的整数倍。
CN201310159571.5A 2013-05-03 2013-05-03 一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法 Expired - Fee Related CN103293378B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310159571.5A CN103293378B (zh) 2013-05-03 2013-05-03 一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310159571.5A CN103293378B (zh) 2013-05-03 2013-05-03 一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103293378A true CN103293378A (zh) 2013-09-11
CN103293378B CN103293378B (zh) 2015-08-19

Family

ID=49094592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310159571.5A Expired - Fee Related CN103293378B (zh) 2013-05-03 2013-05-03 一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103293378B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104391177A (zh) * 2014-11-17 2015-03-04 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 动车组网侧谐波测试系统及方法
CN105044453A (zh) * 2015-08-11 2015-11-11 杨世永 一种适用于复杂噪声背景的谐波信号频率估计方法
CN107528292A (zh) * 2017-07-04 2017-12-29 西南交通大学 一种牵引供电系统低频网压波动检测及保护方法
CN110007143A (zh) * 2019-04-26 2019-07-12 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种基于电压谐波幅值的谐振点检测方法
CN110007142A (zh) * 2019-04-26 2019-07-12 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种基于电流谐波幅值的谐振点检测方法
CN112858784A (zh) * 2021-04-03 2021-05-28 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种牵引供电系统-区域电网并联谐波谐振频率识别方法
CN112886590A (zh) * 2021-03-01 2021-06-01 中车株洲电力机车有限公司 牵引网高次谐波抑制方法及系统、轨道交通车辆
CN113156207A (zh) * 2021-04-23 2021-07-23 通号（长沙）轨道交通控制技术有限公司 一种牵引供电系统实时动态谐波检测方法
CN116106672A (zh) * 2023-04-13 2023-05-12 西南交通大学 一种基于数据驱动与工程知识的车网谐振检测方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09182294A (ja) * 1995-12-27 1997-07-11 Fuji Electric Co Ltd 力率調整装置
US6326796B1 (en) * 1997-07-07 2001-12-04 Nissin Electric Co., Ltd. Harmonic measuring method and a current injection device for harmonic measurement
CN101144841A (zh) * 2007-08-03 2008-03-19 杭州万工科技有限公司 一种谐波电能的计量方法
CN101782607A (zh) * 2009-01-19 2010-07-21 上海华建电力设备股份有限公司 电力系统变频谐波测量装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09182294A (ja) * 1995-12-27 1997-07-11 Fuji Electric Co Ltd 力率調整装置
US6326796B1 (en) * 1997-07-07 2001-12-04 Nissin Electric Co., Ltd. Harmonic measuring method and a current injection device for harmonic measurement
CN101144841A (zh) * 2007-08-03 2008-03-19 杭州万工科技有限公司 一种谐波电能的计量方法
CN101782607A (zh) * 2009-01-19 2010-07-21 上海华建电力设备股份有限公司 电力系统变频谐波测量装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵闻蕾等: "基于小波变换的电气化铁道牵引负荷谐波分析", 《铁道学报》 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104391177B (zh) * 2014-11-17 2017-10-31 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 动车组网侧谐波测试系统及方法
CN104391177A (zh) * 2014-11-17 2015-03-04 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 动车组网侧谐波测试系统及方法
CN105044453A (zh) * 2015-08-11 2015-11-11 杨世永 一种适用于复杂噪声背景的谐波信号频率估计方法
CN107528292A (zh) * 2017-07-04 2017-12-29 西南交通大学 一种牵引供电系统低频网压波动检测及保护方法
CN107528292B (zh) * 2017-07-04 2019-01-08 西南交通大学 一种牵引供电系统低频网压波动检测及保护方法
CN110007142B (zh) * 2019-04-26 2021-11-30 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种基于电流谐波幅值的谐振点检测方法
CN110007143A (zh) * 2019-04-26 2019-07-12 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种基于电压谐波幅值的谐振点检测方法
CN110007142A (zh) * 2019-04-26 2019-07-12 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种基于电流谐波幅值的谐振点检测方法
CN110007143B (zh) * 2019-04-26 2021-11-30 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种基于电压谐波幅值的谐振点检测方法
CN112886590A (zh) * 2021-03-01 2021-06-01 中车株洲电力机车有限公司 牵引网高次谐波抑制方法及系统、轨道交通车辆
CN112886590B (zh) * 2021-03-01 2022-05-13 中车株洲电力机车有限公司 牵引网高次谐波抑制方法及系统、轨道交通车辆
CN112858784A (zh) * 2021-04-03 2021-05-28 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种牵引供电系统-区域电网并联谐波谐振频率识别方法
CN112858784B (zh) * 2021-04-03 2023-05-26 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种牵引供电系统-区域电网并联谐波谐振频率识别方法
CN113156207A (zh) * 2021-04-23 2021-07-23 通号（长沙）轨道交通控制技术有限公司 一种牵引供电系统实时动态谐波检测方法
CN113156207B (zh) * 2021-04-23 2022-04-22 通号（长沙）轨道交通控制技术有限公司 一种牵引供电系统实时动态谐波检测方法
CN116106672A (zh) * 2023-04-13 2023-05-12 西南交通大学 一种基于数据驱动与工程知识的车网谐振检测方法及装置
CN116106672B (zh) * 2023-04-13 2023-08-18 西南交通大学 一种基于数据驱动与工程知识的车网谐振检测方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103293378B (zh) 2015-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103293378A (zh) 一种牵引供电系统谐波谐振频率的辨识方法
CN107247185B (zh) 牵引供电系统谐波阻抗测量装置及其试验方法
CN101404408A (zh) 利用相对能量的配网缆-线混合线路故障选线方法
CN109030946B (zh) 可设定频段的牵引供电系统频域阻抗测量方法
CN102299646A (zh) 无交流电感节能型高压直流牵引供电变流装置及控制方法
Mariscotti et al. Detection of harmonic overvoltage and resonance in AC railways using measured pantograph electrical quantities
CN102353718A (zh) 用于复合材料板结构损伤监测的Lamb波损伤概率成像方法
CN103207351A (zh) 一种基于重合闸的输电线路故障定位方法
Prince et al. Targeted approach to apply masking signal-based empirical mode decomposition for mode identification from dynamic power system wide area measurement signal data
CN105699779A (zh) 一种级联h桥型牵引网阻抗测试谐波发生器及测试方法
CN103762622A (zh) 一种连接不同强度交流系统的整流站运行特性的分析方法
CN102305892A (zh) 一种新型电网谐波检测分析装置
CN102593856A (zh) 一种基于短路比的直流孤岛送电系统次同步振荡评估方法
CN109687721B (zh) 三相10kV转单相27.5kV检修用机车电源装置
CN103712551A (zh) 配电网变压器低压绕组变形在线监测装置及方法
CN102338844B (zh) 特高压换流变压器现场局部放电试验方法
CN102023262B (zh) 35kV电网弧光接地过电压识别方法
CN204256111U (zh) 局部放电检测系统
CN204008933U (zh) 一种基于物联网的高压变频器远程监测系统
CN103675560A (zh) 一种高压直流输电系统直流侧滤波器失谐的在线辨识方法
CN103475247A (zh) 分布式光伏电站有功无功可调度控制装置
CN201765298U (zh) 特高压换流变压器现场局部放电试验装置
CN105334426B (zh) 输电线路故障行波的处理方法和处理装置
CN105490274A (zh) 地铁供电系统电能质量控制系统及方法
CN106645948A (zh) 一种基于小波变换的自适应电网信号基波检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150819

Termination date: 20180503

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee