CN104716648A - 一种交直流型电力机车的建模方法 - Google Patents

一种交直流型电力机车的建模方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104716648A
CN104716648A CN201510151970.6A CN201510151970A CN104716648A CN 104716648 A CN104716648 A CN 104716648A CN 201510151970 A CN201510151970 A CN 201510151970A CN 104716648 A CN104716648 A CN 104716648A
Authority
CN
China
Prior art keywords
harmonic
electric locomotive
amplitude
phase place
output current
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.)
Pending
Application number
CN201510151970.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李蕴红
刘辉
吴林林
刘京波
王皓靖
白恺
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.)
State Grid Corp of China SGCC
North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
North China Electric Power Research Institute Co Ltd
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 State Grid Corp of China SGCC, North China Electric Power Research Institute Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201510151970.6A priority Critical patent/CN104716648A/zh
Publication of CN104716648A publication Critical patent/CN104716648A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供了一种交直流型电力机车的建模方法,包括:计算电力机车的基波和各次谐波的幅值和相位;以基波和各次谐波的幅值和相位为随机变量采用最大熵法,分别计算幅值和相位的概率密度函数;然后分别计算幅值和相位的分布函数;在matlab中建立基波和各谐波幅值与其分布函数相对应的第一数据表、相位与其分布函数相对应的第二数据表;PSCAD中引入matlab接口模块,接收matlab中根据第一数据表及第二数据表获得的基波及谐波的幅值和相位;在PSCAD中搭建电力机车概率谐波电流源模型,概率谐波电流源模型包括:三相电压源、牵引变压器、四象限整流桥电路、整流桥控制电路及目标输出电流生成单元;本发明建立的电力机车模型在电力机车的谐波方面更接近实际情况。

Description

一种交直流型电力机车的建模方法
技术领域
本发明属于交直流型电力机车对电网的影响领域,特别涉及一种交直流型电力机车的概率谐波电流源建模方法。
背景技术
随着电气化铁路的高速发展,其对电网的影响也越来越受到关注。电力机车作为一种大功率整流负荷,正常运行时产生的大量谐波和负序电流,对电网的电能质量和电网稳定构成一定威胁。电气化铁路由一次供电系统、牵引供电系统、电力机车和电动车等部分组成。一次供电系统主要包括发电厂、区域变电所和电力传输线;牵引供电系统主要包括牵引变电所和牵引网两部分;电力机车和电动车组是指靠电能驱动运行的机车车组。电气化铁路的供电是在铁路沿线建立若干个牵引变电站,一般由电力系统110kV双电源供电,经牵引变压器降压后通过牵引网向电力机车供电。电力机车采用25kV单向工频交流电压,经全波整流后驱动直流牵引电动机,在架空接触导线和钢轨之间行驶。
高速重载电力机车对电力系统有显著的影响,因此,有必要对其合理建模以分析机车负荷对电力系统造成的影响。
目前对电力机车的建模通常采用主电路模型。主电路模型包含整个牵引传动系统,即整流桥、逆变器和牵引电机。该模型可以准确地得到机车负载的工频特性,但在谐波特性方面却可能与实际负荷存在一定差距。原因主要有:一,动车组内部电气参数控制方法未公开,同时补偿装置的运行状态也难以获得;二,受线路条件、天气等因素的影响,机车负荷的谐波具有随机波动性;三,牵引网的影响会使得某些谐波放大或衰减,流入牵引变电所的谐波电流和机车注入牵引网的谐波电流并不一致。
发明内容
本发明提供一种交直流型电力机车的建模方法,相较于现有技术中的电力机车主电路建模方法,本发明建立的电力机车模型在电力机车的谐波方面更接近实际情况,便于分析电力机车的真实运行状态及机车负荷谐波对电网的影响。
本发明的技术方案为提供一种交直流型电力机车的建模方法,包括:
计算电力机车的基波和各次谐波的幅值和相位;
以基波和各次谐波的幅值为随机变量采用最大熵法计算幅值的概率密度函数,以基波和各次谐波的相位为随机变量采用最大熵法计算相位的概率密度函数;
根据幅值的概率密度函数计算幅值的分布函数及根据相位的概率密度函数计算相位的分布函数;
在matlab中建立基波和各谐波幅值与其分布函数相对应的第一数据表、相位与其分布函数相对应的第二数据表;
在PSCAD中引入matlab接口模块,matlab接口模块接收matlab中根据第一数据表及第二数据表获得的基波及谐波的幅值和相位;
在PSCAD中搭建电力机车概率谐波电流源模型,其中,电力机车概率谐波电流源模型包括:三相电压源、牵引变压器、四象限整流桥电路、整流桥控制电路及目标输出电流生成单元;
三相电压源连接于牵引变压器的高压侧;牵引变压器的供电臂连接四象限整流桥电路;整流桥控制电路接收四象限整流桥电路输出电流及目标输出电流,用于使四象限整流桥电路输出电流等于目标输出电流;目标输出电流生成单元连接matlab接口模块,根据matlab接口模块接收的基波及谐波的幅值和相位生成目标输出电流。
进一步的,计算电力机车的基波和各次谐波的幅值和相位的过程包括:采集电力机车的接触线或馈电线的电流;对接触线或馈电线的电流进行傅里叶分析,计算出基波和各次谐波幅值和相位。
进一步的,采用最大熵法得到的幅值的概率密度函数为:
p ( x ) = exp [ - Σ i = 0 l λ i x i ]
其中,p(x)为基波和各次谐波幅值在取值x处的概率密度函数;λ012…λl满足的线性方程为:
G i ( λ ) = ∫ R x i exp [ - Σ i = 0 l λ i x i ] dx = m i
其中,λ012…λl为第一组系数,mi为各次谐波幅值的第i阶原点矩,m0=1,l为原点矩阶数,Gi(λ)为第一组系数的函数,R为幅值的定义域。
进一步的,采用最大熵法得到的相位的概率密度函数为:
p ′ ( y ) = exp [ - Σ i = 0 l λ i ′ y i ]
其中,p'(y)为基波和各次谐波相位在取值y处的概率密度函数;λ'0,λ'1,λ'2…λ'l满足的线性方程为:
G i ′ ( λ ′ ) = ∫ R ′ y i exp [ - Σ i = 0 l λ i ′ y i ] dy = m i ′ ,
其中,λ'0,λ'1,λ'2…λ'l为第二组系数,m'i为各次谐波相位的第i阶原点矩,m'0=1,l为原点矩阶数,G'i(λ')为第二组系数的函数R'为相位的定义域。
进一步的,用牛顿迭代法求解所述第一组系数及所述第二组系数。
进一步的,四象限整流桥电路为由四个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)构成的整流电路。
进一步的,整流桥控制电路包括:比较器、滞环控制单元及开关控制信号生成单元。比较器接收目标输出电流及四象限整流桥电路的输出电流,并对其做差,输出一偏差信号;滞环控制单元连接比较器,接收偏差信号,输出一调节信号;开关控制信号生成单元连接于滞环控制单元,接收调节信号,输出控制信号至绝缘栅双极型晶体管的开关端。
进一步的,目标输出电流为基波和各次谐波的矢量和。
本发明采用概率统计方法分析了牵引负荷谐波特性,基于实测数据分析了机车负荷主要谐波的概率密度函数,在matlab中通过生成随机变量得到基波和各次谐波的幅值和相位,并将matlab计算结果引入到了PSCAD中,在PSCAD中搭建了电力机车概率谐波电流源模型,将机车负载等效为接在变电站牵引变压器副变的电源,用四象限整流桥电路模拟电力机车负载,通过整流桥控制电路使四象限整流桥电路输出电流等于目标输出电流,从而得到实际的谐波电流。本发明得到的电力机车概率谐波电流源模型充分考虑谐波的特性,发挥了四象限整流桥的灵活性,使整流桥直接输出的电流更接近实际情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种交直流型电力机车的建模方法的流程图;
图2为本发明一实施例电力机车概率谐波电流源模型;
图3为本发明一实施例的四象限整流桥电路;
图4为本发明一实施例的整流桥控制系统;
图5为本发明一实施例的开关控制信号生成单元电路;
图6为本发明一实施例应用电力机车谐波电流源模型仿真得到的谐波电流图。
具体实施方式
为了使本发明的技术特点及效果更加明显,下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明,本发明也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施,任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本发明的保护范畴。
本发明一实施例中,如图1所示,交直流型电力机车的建模方法包括:
步骤S1:计算电力机车的基波和各次谐波的幅值和相位。计算电力机车的基波和各次谐波的幅值和相位的过程包括:采集电力机车的接触线或馈电线的电流;对接触线或馈电线的电流进行傅里叶分析,计算出电力机车的基波和各次谐波幅值和相位,根据基波和各次谐波幅值和相位即可得到基波和各次谐波电流。需要说明的是,采集的为牵引变电站侧的接触线或馈电线的电流,本发明其他实施例中,也可采集接触线或馈电线的电压。采集电流的间隔时间不大于2min,采集次数应满足数理统计的要求,一般不少于30次。
本发明另一实施例中,由于概率谐波模型仅考虑线路带有负载的情况,在得到实际电流后,还包括滤除空载情况下实际电流数据的过程。对采集的电流进行傅里叶分析后,根据基波电流的幅值来判断线路负载的情况,如果基波电流幅值小于设定值,则认为是空载情况下的数据,滤除那些基波电流的幅值小于一设定值的电流数据。滤除空载情况下的数据,这些数据经傅里叶分析计算得到的基波和各次谐波的幅值和相位也要去掉,不参与后续概率密度的计算。在空载情况下,根据不同的电力机车供电模式,接触线和馈电线的电流会略有区别,但区别并不大,因此,所述设定值为预先测定的空载时的电流值。为了便于电力机车的仿真,对得到的基波和各次谐波的幅值和相位做如步骤S2~步骤S4的处理。
步骤S2:以基波和各次谐波的幅值为随机变量采用最大熵法计算幅值的概率密度函数,以基波和各次谐波的相位为随机变量采用最大熵法计算相位的概率密度函数。基波及各次谐波的幅值和相位都是随机变量,本发明一实施例中,定义幅值为随机变量X,相位为随机变量Y,下面以估计幅值的概率密度函数为例,说明采用最大熵法估计幅值的概率密度函数的过程:
随机变量X(幅值)的熵为
H ( x ) = - ∫ R p ( x ) ln ( p ( x ) ) dx - - - ( 1 )
其中,p(x)为基波和各次谐波幅值在取值x处的概率密度函数;R为随机变量X的定义域,定义域根据实测电流选取,即X的最小值为根据实测数据傅里叶变化后求出的基波和谐波幅值最小值,最大值为根据实测数据傅里叶变化后求出的基波和谐波幅值最大值;H(x)为熵;
于是,概率密度函数估计问题转化为如下优化的问题:
Max { H ( x ) = - ∫ R p ( x ) ln ( p ( x ) ) dx } st . ∫ R x i p ( x ) dx = m i , i = 0,1,2 . . . - - - ( 2 )
其中,mi是随机变量X的第i阶原点矩,可由经过傅里叶变化后的结果计算得出,并且由原点矩的定义可知m0=1。选择l阶原点矩,构造如下的拉格朗日方程:
H = H ( x ) + Σ i = 0 l λ i ( ∫ R x i p ( x ) dx - m i ) - - - ( 3 )
根据拉格朗日极值条件,可得到最大熵概率密度函数表达式:
p ( x ) = exp [ - Σ i = 0 l λ i x i ] - - - ( 4 )
其中,λ012…λl满足的线性方程为:
G i ( λ ) = ∫ R x i exp [ - Σ i = 0 l λ i x i ] dx = m i - - - ( 5 )
其中,λ012…λl为第一组系数,mi为各次谐波幅值的第i阶原点矩,m0=1,l为原点矩阶数,Gi(λ)为第一组系数的函数。
本发明一实施例中,式(5)的非线性方程可用牛顿迭代法求解。首先假定γ=λ,γ是包含第一组系数的矩阵。γ的初始值γ0,将(5)在γ0处一阶泰勒展开。
G i ( γ ) = m i ≅ G i ( γ 0 ) + ( γ - γ 0 ) [ grad G i ( γ 0 ) ] γ = γ 0 - - - ( 6 )
不妨记
δγ = γ - γ 0 δ = [ m 0 - G 0 ( λ 0 ) , m 1 - G 1 ( λ 1 ) , . . . . . . m l - G l ( λ l ) ] T G = ( g ik ) = ( ∂ G i ( γ ) ∂ λ k ) γ = γ 0 i , k = 0,1 . . . . . . , l - - - ( 7 )
这样可将式(6)记为
Giδγ=δ         (8)
解出δγ后,新的迭代点为γ=δγ+γ0,代入到公式(5)中,重新计算式(7),再代入公式(8),这样反复迭代计算,直到收敛为止,即将γ的值代入至式(5)后趋近于mi且满足一定精度为止。矩阵G是对称矩阵,因此在计算式(7)的G矩阵时,只需要进行l(l-1)/2次积分。
同理,采用最大熵法得到的相位的概率密度函数为:
p ′ ( y ) = exp [ - Σ i = 0 l λ i ′ y i ] - - - ( 9 )
其中,p'(y)为各次谐波相位在取值y处的概率密度函数;λ'0,λ'1,λ'2…λ'l满足的线性方程为:
G i ′ ( λ ′ ) = ∫ R y i exp [ - Σ i = 0 l λ i ′ y i ] dy = m i ′ , - - - ( 10 )
其中,λ'0,λ'1,λ'2…λ'l为第二组系数,m'i为各次谐波相位的第i阶原点矩,m'0=1,l为原点矩阶数,G'i(λ')为第二组系数的函数,R'为相位的定义域。第二组系数可通过牛顿迭代法计算得到,具体参见第一组系数的计算过程,这里不再赘述。
为了能在matlab中随机的得到基波和各次谐波的幅值和相位,需要对步骤S2中生成的幅值概率密度函数即相位概率密度函数做进一步变换,具体如下步骤S3:
步骤S3:根据所述幅值的概率密度函数计算幅值的分布函数F(X)及根据所述相位的概率密度函数计算相位的分布函数F(Y)。以分布函数F(X)、F(Y)为随机变量的函数的分布服从[0,1]区间上的均匀分布。
步骤S4:在matlab中建立基波和各谐波幅值与其分布函数相对应的第一数据表、相位与其分布函数相对应的第二数据表。在matlab中用rand函数就可以生成均匀分布的随机变量,即可生成F(X)、F(Y)的值。查找第一数据表及第二数据表中F(X)、F(Y)对应的值,就能产生符合实际分布规律的基波及各次谐波的幅值和相对于基波电流的相位。
在matlab中通过生成随机变量得到基波及各次谐波的幅值和相位后,进入步骤S5,在PSCAD中引入matlab接口模块,所述matlab接口模块接收matlab中根据所述第一数据表及所述第二数据表获得的基波及谐波的幅值和相位。为仿真的电力机车的谐波电流源模型能够产生符合实际分布的电流的幅值和相位提供数据依据。
步骤S6:在PSCAD中搭建电力机车概率谐波电流源模型,请参阅图2所示,图2为本发明一实施例电力机车概率谐波电流源模型,电力机车概率谐波电流源模型包括:三相电压源21、牵引变压器22、四象限整流桥电路23、整流桥控制电路(图未示出)及目标输出电流生成单元(图未示出)。三相电压源21代表电网,四象限整流桥电路23用于产生电力机车的电流,即基波和谐波分量都是由四象限整流桥电路产生。三相电压源21连接于牵引变压器22的高压侧,牵引变压器22有两个供电臂,其中一个供电臂连接四象限整流桥电路23(相当于电力机车负载),牵引变压器22的另一个供电臂空载。需要说明的是,由于牵引变电所高压侧进线连接到无穷大电网,因此一个供电臂是否带有负载对另一个供电臂的影响可以忽略,为了仿真的简单,通常一侧连接电力机车负载,另一侧空载,两侧都带负载也可以。目标输出电流生成单元连接matlab接口模块,根据matlab接口模块接收的基波及谐波的幅值和相位生成目标输出电流至整流桥控制电路。
详细的,整流桥控制系统如图4所示,图4为本发明一实施例的整流桥控制系统,其中,整流桥控制电路包括:比较器31、滞环控制单元32及开关控制信号生成单元33。比较器31对接收的目标输出电流Iref及四象限整流电路输出电流Ia做差,输出一偏差信号。滞环控制单元32接收比较器31输出的偏差信号,经滞环控制输出一调节信号S至开关控制信号生成单元33,开关控制信号生成单元输出控制信号至四象限整理桥电路23中的四个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开关端,用于控制IGBT的开通或关断,从而使四象限整流桥电路的输出电流Ia等于目标输出电流Iref。这样随着四象限整流桥输入端电平的更迭,使得网侧电流始终围绕目标输出电流(实测电流值)升降。
本实施例所述的目标输出电流为基波及各次谐波电流的矢量和,基波及各次谐波电流由PSCAD通过matlab接口从matlab中获得的基波及各次谐波的幅值和相位确定。
本发明一实施例中,所述四象限整流桥电路为4个IGBT构成的整流电路,具体电路参考图3所示,Ea为四象限整流桥桥电路的输出电压,T1~T4为绝缘栅双极型晶体管IGBT的开关端,Ecap为直流电压。
如图5所示,图5为本发明一实施例的开关控制信号生成单元电路,调节信号S与三角载波F输入至比较器(Comparator)进行比较,将比较结果延时(Delay)后作为四象限整流桥电路的开关元件的控制信号,这里设置延时的目的在于避免使得四象限整流桥电路的上下桥臂的开关同时开通,例如,在调节信号S的瞬时值大于三角载波F的瞬时值时,开关端T1控制左侧峭壁上方开关导通,开关端T2关断,开关端T3开通,开关端T4关断。
本发明一实施例对PSCAD搭建的电力机车概率谐波电流源模型进行了仿真,概率谐波的仿真结果如图6所示,由图6可以得出概率谐波电流具有随机的波动性,通过本发明的交直流型电力机车的建模方法建立的电力机车概率谐波电流源模型,能够充分考虑谐波的特性,发挥了四象限整流桥电路的灵活性,使在PSCAD中建立的模型与实际情况更为接近,从而解决了现有技术中应用主电路模型不能考虑谐波的随机性及波动性而与实际情况存在一定偏差的问题。为研究电力机车负荷对电力系统造成的影响、电力机车电能质量问题的研究、带电力机车负载的电网谐波潮流的计算等奠定了基础。
以上所述仅用于说明本发明的技术方案,任何本领域普通技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰与改变。因此,本发明的保护范围应视权利要求范围为准。

Claims (8)

1.一种交直流型电力机车的建模方法,其特征在于,所述方法包括:
计算电力机车的基波和各次谐波的幅值和相位;
以基波和各次谐波的幅值为随机变量采用最大熵法计算幅值的概率密度函数,以基波和各次谐波的相位为随机变量采用最大熵法计算相位的概率密度函数;
根据所述幅值的概率密度函数计算幅值的分布函数及根据所述相位的概率密度函数计算相位的分布函数;
在matlab中建立基波和各谐波幅值与其分布函数相对应的第一数据表、相位与其分布函数相对应的第二数据表;
在PSCAD中引入matlab接口模块,所述matlab接口模块接收matlab中根据所述第一数据表及所述第二数据表获得的基波及谐波的幅值和相位;
在PSCAD中搭建电力机车概率谐波电流源模型,其中,所述电力机车概率谐波电流源模型包括:三相电压源、牵引变压器、四象限整流桥电路、整流桥控制电路及目标输出电流生成单元;
所述三相电压源连接于所述牵引变压器的高压侧;所述牵引变压器的供电臂连接所述四象限整流桥电路;所述整流桥控制电路接收所述四象限整流桥电路输出电流及目标输出电流,用于使所述四象限整流桥电路输出电流等于所述目标输出电流;所述目标输出电流生成单元连接所述matlab接口模块,根据所述matlab接口模块接收的基波及谐波的幅值和相位生成目标输出电流。
2.如权利要求1所述的一种交直流型电力机车的建模方法,其特征在于,计算电力机车的基波和各次谐波的幅值和相位的过程包括:
采集电力机车的接触线或馈电线的电流;
对接触线或馈电线的电流进行傅里叶分析,计算出基波和各次谐波幅值和相位。
3.如权利要求1所述的一种交直流型电力机车的建模方法,其特征在于,采用最大熵法得到的幅值的概率密度函数为:
p ( x ) = exp [ - Σ i = 0 l λ i x i ]
其中,p(x)为基波和各次谐波幅值在取值x处的概率密度函数;λ012…λl满足的线性方程为:
G i ( λ ) = ∫ R x i exp [ - Σ i = 0 l λ i x i ] dx = m i
其中,λ012…λl为第一组系数,mi为各次谐波幅值的第i阶原点矩,m0=1,l为原点矩阶数,Gi(λ)为第一组系数的函数,R为幅值的定义域。
4.如权利要求3所述的一种交直流型电力机车的建模方法,其特征在于,采用最大熵法得到的相位的概率密度函数为:
p ′ ( y ) = exp [ - Σ i = 0 l λ i ′ y ′ ]
其中,p'(y)为基波和各次谐波相位在取值y处的概率密度函数;λ′0,λ′1,λ′2…λ′l满足的线性方程为:
G i ′ ( λ ′ ) = ∫ R ′ y i exp [ - Σ i = 0 l λ i ′ y i ] dy = m i ′ ,
其中,λ′0,λ′1,λ′2…λ′l为第二组系数,m′i为各次谐波相位的第i阶原点矩,m'0=1,l为原点矩阶数,G′i(λ')为第二组系数的函数,R'为相位的定义域。
5.如权利要求4所述的一种交直流型电力机车的建模方法,其特征在于,用牛顿迭代法求解所述第一组系数及所述第二组系数。
6.如权利要求1所述的一种交直流型电力机车的建模方法,其特征在于,所述四象限整流桥电路为由四个绝缘栅双极型晶体管构成的整流电路。
7.如权利要求6所述的一种交直流型电力机车的建模方法,其特征在于,所述整流桥控制电路包括:比较器、滞环控制单元及开关控制信号生成单元;
所述比较器接收所述目标输出电流及所述四象限整流桥电路的输出电流,并对其做差,输出一偏差信号;
所述滞环控制单元连接所述比较器,接收所述偏差信号,输出一调节信号;
所述开关控制信号生成单元连接于所述滞环控制单元,接收所述调节信号,输出控制信号至所述绝缘栅双极型晶体管的开关端。
8.如权利要求1所述的一种交直流型电力机车的建模方法,其特征在于,所述目标输出电流为基波和各次谐波的矢量和。
CN201510151970.6A 2015-04-01 2015-04-01 一种交直流型电力机车的建模方法 Pending CN104716648A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510151970.6A CN104716648A (zh) 2015-04-01 2015-04-01 一种交直流型电力机车的建模方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510151970.6A CN104716648A (zh) 2015-04-01 2015-04-01 一种交直流型电力机车的建模方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104716648A true CN104716648A (zh) 2015-06-17

Family

ID=53415720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510151970.6A Pending CN104716648A (zh) 2015-04-01 2015-04-01 一种交直流型电力机车的建模方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104716648A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106410813A (zh) * 2016-11-29 2017-02-15 西南交通大学 一种分析低频调制信号在hxd型机车整流器传播规律的方法
CN108173420A (zh) * 2018-01-30 2018-06-15 无锡市优利康电气有限公司 一种最小电流谐波pwm实现方法
CN113346494A (zh) * 2021-06-15 2021-09-03 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种考虑多次谐波的机车概率负荷建模方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63277426A (ja) * 1987-05-07 1988-11-15 Sanken Electric Co Ltd 高調波電流抑制回路
JPH1052055A (ja) * 1996-07-31 1998-02-20 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
CN101170284A (zh) * 2007-09-28 2008-04-30 清华大学 用于电气化铁路供电的单相统一电能质量控制器
CN102074965A (zh) * 2011-03-02 2011-05-25 英利能源(中国)有限公司 光伏并网系统的无功补偿和谐波抑制的装置及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63277426A (ja) * 1987-05-07 1988-11-15 Sanken Electric Co Ltd 高調波電流抑制回路
JPH1052055A (ja) * 1996-07-31 1998-02-20 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
CN101170284A (zh) * 2007-09-28 2008-04-30 清华大学 用于电气化铁路供电的单相统一电能质量控制器
CN102074965A (zh) * 2011-03-02 2011-05-25 英利能源(中国)有限公司 光伏并网系统的无功补偿和谐波抑制的装置及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐俊: "基于信息熵原理的电气化铁道概率谐波研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑(月刊)》 *
田钰笙等: "基于概率谐波电流源的交流电力机车模型研究", 《电工电能新技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106410813A (zh) * 2016-11-29 2017-02-15 西南交通大学 一种分析低频调制信号在hxd型机车整流器传播规律的方法
CN108173420A (zh) * 2018-01-30 2018-06-15 无锡市优利康电气有限公司 一种最小电流谐波pwm实现方法
CN113346494A (zh) * 2021-06-15 2021-09-03 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种考虑多次谐波的机车概率负荷建模方法
CN113346494B (zh) * 2021-06-15 2022-04-26 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种考虑多次谐波的机车概率负荷建模方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106253289B (zh) 一种车网耦合的地铁供电系统电力潮流计算方法
Görbe et al. Reduction of power losses with smart grids fueled with renewable sources and applying EV batteries
CN106950512B (zh) 一种储能变流器并离网特性一体化检测系统及方法
CN109347135A (zh) Mmc三相并网逆变系统的共模传导emi建模方法及装置
CN104537258A (zh) 分布式储能参与有源配电网运行调节的锥优化建模方法
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
CN103018583B (zh) 基于mmc柔性直流输电系统电平数选择验证方法
CN103532205A (zh) 一种电动汽车三相充电机谐波模型的建模方法
CN112909937B (zh) 一种轨道交通牵引供电系统的多模态数字孪生仿真方法和装置
CN104716648A (zh) 一种交直流型电力机车的建模方法
CN109038551B (zh) 交直流并联输电通道功率优化分配的混合整数凸规划方法
Thrimawithana et al. A steady-state analysis of bi-directional inductive power transfer systems
CN106655195B (zh) 一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法
CN106651168A (zh) 一种评估电铁对电网影响的方法及装置
CN113865895A (zh) 一种机车及动车组控制算法测试系统及其使用方法
CN103745065A (zh) 一种确定电气化铁路多谐波源叠加后电流的方法
CN109193697B (zh) 基于状态观测器模型预测控制的高铁低频振荡抑制方法
WO2012079500A1 (zh) 一种计算电气化铁路的谐波和负序电流的方法
CN110048427A (zh) 一种多端柔性直流配电网潮流保护定值计算方法
Dolara et al. Reduced multiconductor transmission line models for power quality analysis in railway systems
CN104638634A (zh) 主从模式下基于带通滤波器的直流微电网振荡抑制方法
CN104393594A (zh) 一种城市轨道交通中压网络潮流分析计算方法
Vujatovic et al. Methodology of calculating harmonic distortion from multiple traction loads
CN103760778A (zh) 一种交直交型机车及其牵引供电系统
CN105871241A (zh) 基于采样周期在线预测的固定开关频率数字滞环控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150617