牵引供电系统谐波过程仿真.docx

牵引供电系统谐波过程仿真
牵引供电系统谐波过程仿真论文
摘要：
本文研究了牵引供电系统的谐波过程仿真，以此提高系统运行效率，减少能耗损失，保证系统安全稳定运行。首先，介绍了牵引供电系统的使用背景及特点；其次，阐述了谐波对系统的影响及原因；再次，分析了牵引供电系统的谐波源；最后，通过MATLAB/Simulink仿真工具，对牵引供电系统的谐波过程进行了仿真。实验结果表明，在相同负载条件下，通过合理调整系统参数（如电容等），减小谐波对系统的影响，可以显著提高系统的运行效率，同时也可以保证牵引供电系统的安全稳定运行。
关键词：牵引供电系统、谐波、仿真、MATLAB/Simulink
Abstract:
Thispaperstudiesthesimulationofharmonicprocessintractionpowersupplysysteminordertoimprovetheefficiencyofthesystem,reduceenergyconsumption,andensurethesafeandstableoperationofthesystem.Firstly,thebackgroundandcharacteristicsofthetractionpowersupplysystemareintroduced;secondly,theimpactandreasonsofharmonicsonthesystemareexplained;thirdly,theharmonicsourceofthetractionpowersupplysystemisanalyzed;finally,throughMATLAB/Simulinksimulationtools,theharmonicprocessofthetractionpowersupplysystemissimulated.Theexperimentalresultsshowthatunderthesameloadconditions,byadjustingthesystemparameters(suchascapacitance)reasonably,theinfluenceofharmonicsonthesystemcanbereduced,whichcansignificantlyimprovetheefficiencyofthesystem,andalsoensurethesafeandstableoperationofthetractionpowersupplysystem.
Keywords:tractionpowersupplysystem,harmonics,simulation,MATLAB/Simulink
1.引言
牵引供电系统作为城市轨道交通中较为重要的系统之一，其稳定运行直接关系到城市轨道交通的安全、正常运行。但由于牵引供电系统的负载功率波形不是正弦波，而是带谐波成分的非正弦波，这使得谐波问题成为了牵引供电系统中比较严重的问题之一。谐波会导致牵引供电系统出现电压、电流畸变等严重问题，直接影响系统的运行效率、货物质量，增加能耗损失。因此，研究牵引供电系统谐波的产生、传输及其影响，并采取相应措施进行仿真分析，是提高牵引供电系统效率、降低能耗损失、保证系统稳定安全运行的有效途径。
2.牵引供电系统的特点
牵引供电系统作用于铁路和地铁等城市轨道交通系统中，其特点是：
（1）已知车辆的类型和数量，以及用电功率和电气负载在运行中波动的规律性；
（2）挤入牵引供电系统的电气负载的共同特点是电流波形是脉冲状的、交变取负值及瞬时为零值的非正弦波，并且采取的方案方式是电力电子技术；
（3）牵引供电系统的运行受到各种因素的影响，例如供电电源受污染程度的影响、负荷的周期变化、多路负载的并联工作等。
3.谐波对牵引供电系统的影响及原因
谐波对牵引供电系统的影响主要有以下三个方面：
（1）对输电线路和终端设备造成损坏，严重影响系统的正常运行；
（2）引起电压和电流畸变，使得系统的效率下降，并增加能耗损失；
（3）对周围环境产生电磁干扰，可能影响到其他电力设备的正常工作。
谐波产生的原因主要有以下两点：
（1）电路中的非线性负载元件（如变频器、整流电路等）会对系统电压、电流产生谐波成分；
（2）牵引供电系统中负载与电源之间存在共模电容，容量过小会导致谐波共模电压的暴增。
4.牵引供电系统的谐波源
牵引供电系统的负载有多种形式，其中变频器和整流电路是最主要的谐波源。变频器因其调节速度的高效性和可靠性，在牵引供电系统中得到广泛应用，但它所产生的谐波对系统有很大影响。如何解决变频器谐波问题是牵引供电系统谐波问题的重点之一。
5.牵引供电系统谐波过程仿真
为了提高牵引供电系统的运行