基于IPFC的同相供电系统控制策略与仿真优化

本文主要探讨了同相牵引供电系统控制策略的研究及其仿真分析，针对电气化铁道运行中常见的谐波、无功、负序以及电分相问题，提出了创新的解决方案。文章的核心内容围绕 Scott 平衡变压器与综合潮流控制器（Integrated Power Flow Controller, IPFC）的结合展开。 首先，作者指出了传统的补偿方法，如静态无功补偿器 SVC 和有源滤波器 APF，在处理三相不平衡、负序和谐波问题上的局限性，尤其是在电分相环节无法得到有效解决的情况下。为了克服这些挑战，同相供电系统理论被引入，利用平衡变压器和 IPFC 构成的系统能够消除电分相带来的安全隐患，实现动态的负序、谐波和无功补偿。 文章的重点是IPFC的控制策略改进。传统的PI和滞环比较控制虽然能部分补偿负序和谐波，但存在直流侧电压波动较大的问题。为此，作者提出了一种直流侧电压PI均值前馈控制策略，通过精确控制变压器副边电流的幅值均衡，显著改善了系统的负序补偿效果，同时减少了直流侧电压的波动。为了进一步降低谐波分量并提升系统稳定性，作者又引入了直流侧电流均值前馈控制方法，增强了系统的动态响应性和稳态准确性，确保了该控制策略在牵引和再生制动两种工况下都能有效适用。 通过详尽的仿真分析，文章验证了提出的控制策略的有效性和正确性。总结来说，本文的工作旨在优化电气化铁道的供电性能，满足高速铁路发展的需求，通过创新的控制技术，提升了系统的整体性能，对于推动电力系统在电气化铁道领域的应用具有重要意义。