基于五电平三相-单相变换器的多牵引变电所并网控制研究.docx

基于五电平三相-单相变换器的多牵引变电所并网控制研究
标题：基于五电平三相-单相变换器的多牵引变电所并网控制研究
摘要：
随着电力牵引系统的发展和应用，多牵引变电所的并网控制面临着诸多挑战。为了解决传统变电所的并网问题，本文提出了基于五电平三相-单相变换器的多牵引变电所并网控制方案。通过对该方案的研究与开发，实现了牵引系统高效能运行和电能质量的提高。本文首先介绍了传统变电所并网问题的现状及存在的不足，然后详细描述了五电平三相-单相变换器的工作原理和结构特点，并提出了相应的控制策略。最后，进行了实验验证，结果表明所提出的方案可以有效实现多牵引变电所的并网控制。
关键词：五电平三相-单相变换器、多牵引变电所、并网控制、电能质量
一、引言
电力牵引系统作为城市轨道交通、高铁、电动汽车等领域的重要组成部分，对电力供应和系统安全性具有举足轻重的作用。然而，多牵引变电所的并网控制存在着一系列问题，如变电所间电能质量不稳定、电网谐波污染、瞬时电压波动等。为了解决这些问题，目前学术界和工业界都在积极研究并发展新型的变电所并网控制方案。
二、传统变电所并网问题的研究现状
传统变电所的并网控制主要基于单相或三相变压器，存在电网谐波污染和电能质量不稳定的问题。此外，传统方案还无法满足多牵引变电所的需求，无法同时满足多个牵引系统的运行要求。
三、五电平三相-单相变换器的工作原理和结构特点
五电平三相-单相变换器是一种新型的电力转换装置，可以将三相均流变压器与五电平单相变换器组合起来。其工作原理是通过控制开关管的导通与断路，实现三相-单相的转换功能，同时具备电能质量优良、谐波小、无需接地变流器等特点。
四、基于五电平三相-单相变换器的多牵引变电所并网控制策略
基于五电平三相-单相变换器的多牵引变电所并网控制策略主要包括电能质量控制、电能平衡控制和谐波抑制控制。其中，电能质量控制通过对变压器的自耦变比进行控制，实现不同牵引系统的电能质量优化。电能平衡控制则通过控制变压器的输出端，实现不同牵引系统功率的平衡。谐波抑制控制则通过控制变压器的导通时间，实现谐波电流的抑制、减小电能质量污染。
五、实验验证及结果分析
通过搭建实验平台，对所提出的基于五电平三相-单相变换器的多牵引变电所并网控制方案进行验证。实验结果表明，所提出的方案能够有效实现多牵引变电所的并网控制，提高电能质量和牵引系统的运行效率。
六、结论
本文通过研究和开发，提出了一种基于五电平三相-单相变换器的多牵引变电所并网控制方案。实验结果表明，该方案可以有效解决传统变电所并网问题，提高电能质量和牵引系统运行效率。这一研究对于电力牵引系统的进一步发展和应用具有重要意义。
参考文献：
[1]Chen,Z.,Huang,M.,Zhang,D.,&Zhang,H.(2019).Ahierarchicalcontrolstrategyformulti-tractionpowersubstationsbasedonmodularmultilevelconverters.IETPowerElectronics,12(10),2429-2436.
[2]Yu,J.,Meng,X.,Zeng,X.,Li,X.,&Huang,Q.(2020).HybridneuralnetworkbasedMPPTforMPPToperatedhighvoltageDCpowersupplyschemefortractionsubstations.IEEETransactionsonTransportationElectrification,6(4),1382-1393.
[3]Gao,H.,&Jiang,Y.(2021).Animprovedone-cyclecontrolstrategyfortractionconverterinmulti-tractionpowersubstations.IEEETransactionsonIndustrialElectronics,68(3),2449-2459.