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专利号: 2019105542108
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种计及风电场影响的牵引供电系统三相电压不平衡补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:通过对电网拓扑结构分析,构建牵引供电系统-风电场-电网电压不平衡传播模型,该牵引供电系统-风电场-电网电压不平衡传播模型为:VUFPCC=c1·c2·c3·c4·CUFTPSS               (1)公式(1)中,VUFPCC和CUFTPSS分别为PCC三相电压不平衡度和牵引供电系统电流不平衡度;中间系数c1、c2、c3和c4由公式(2)得到:公式(2)中,等效正负序阻抗由式(3)计算得到:

公式(2)(3)中,PCC是风电场和牵引供电系统共同接入同一电网公共连接点, 和分别为电网正负序阻抗, 和 分别为牵引供电系统正负序自阻抗, 和分别为连接电网节点i和PCC的输电线路正负序自阻抗, 和 为连接牵引供电系统节点k和PCC的输电线路正负序自阻抗, 和 分别为风电场正负序等效阻抗,和 分别为连接风电场节点j和PCC的输电线路正负序自阻抗;

步骤2:建立牵引供电系统-电网电压不平衡传播模型,该牵引供电系统-电网电压不平衡传播模型为:VUFTPSS=k1·VUFPCC+k2·CUFTPSS                (4)公式(4)中,VUFTPSS为牵引供电系统三相电压不平衡度,中间系数k1、k2由公式(5)得到:步骤3:基于步骤1和步骤2,求解满足三相电压不平衡补偿目标εTPSS的补偿装置参考电流公式(6)中, 为牵引供电系统实时正序电流;εTPSS为三相电压不平衡补偿目标;为了实现跟踪控制,构造一个比例误差跟踪环节 Kp为比例系数,为牵引供电系统实时三相电压不平衡度;

步骤4:根据牵引供电系统拓扑结构,建立牵引供电系统三相电压不平衡补偿装置参考电流 与牵引变压器支路和潮流控制器支路的数学关系,求解牵引变压器支路电流方程;

步骤5,根据功率平衡关系和牵引变压器支路电流方程,计算潮流控制器支路参考电流,设计相应潮流控制器。

2.根据权利要求1所述的一种计及风电场影响的牵引供电系统三相电压不平衡补偿方法,其特征在于,所述风电场正负序等效阻抗由式(7)计算得到:公式(7)中,f为电网频率,s为转差率,Rs和Rr分别为n台异步风力发电机等效定子电阻和转子电阻,Ls和Lr分别为n台异步风力发电机等效定子漏感和转子漏感,Lm为n台异步风力发电机等效励磁电感,j为复数运算符号。

3.根据权利要求1所述的一种计及风电场影响的牵引供电系统三相电压不平衡补偿方法,其特征在于,所述步骤4中的牵引供电系统三相电压不平衡补偿参考电流 与牵引变压器支路和潮流控制器PFC支路的数学关系为:根据p-q坐标系变换理论,各个端口电流可以分解到p轴和q轴两个方向上,如公式(9)所示;

公式(9)中, 为牵引变压器TT次边电流, 为潮流控制器α端口电流, 为潮流控制器β端口电流, 为牵引负荷电流;

联列公式(8)和(9)得各方向上电流关系:

因此,牵引变压器支路电流方程表达为如公式(11)所示:

4.根据权利要求1所述的一种计及风电场影响的牵引供电系统三相电压不平衡补偿方法,其特征在于,所述步骤5中的潮流控制器支路参考电流计算方法为:潮流控制器支路的α端口存在如公式(12)所示的功率平衡关系;

公式(12)中,UT为牵引变压器TT次边电压,Uα为潮流控制器α端口电压,Uβ为潮流控制器β端口电压,UL为牵引负荷端电压潮流控制器支路的α端口电网侧变流器参考电流Iαp_ref和Iαq_ref如公式(13)所示:公式(13)中,N1为牵引变压器TT的原边与次变绕组变比,N2为Y/D变压器的原边与次边绕组变比;

潮流控制器支路的β端口存在如公式(14)所示的功率平衡关系;

潮流控制器支路的β端口牵引侧变流器参考电流Iβp_ref和Iβq_ref如公式(15)所示:公式(15)中,N3为潮流控制器β端口变压器的原边与次边绕组变比;

根据公式(13)和公式(15)设计相应的潮流控制器。