同相牵引供电系统研究：基于三相-单相变换器的均流控制

摘要：本研究关注的是同相牵引供电系统的创新设计，尤其是基于三相-单相变换器的系统，这种设计旨在消除传统的牵引网电分相装置，从而改善电能质量和提升铁路运营效率。同相牵引供电系统能够直接在牵引网与电网之间进行有功功率的传递，避免了传统方式中的不对称问题，有助于提升电气化铁路的机车速度和承载能力。 传统的三相-两相分相供电模式存在诸多限制，如速度受限、机车承载能力低以及对电力系统的负面影响，如电压不平衡和谐波污染。为解决这些问题，研究人员提出了同相牵引供电系统，该系统利用电力电子技术，通过三相-单相变换器实现了牵引网的连续供电，显著减少了电力系统的干扰。 文中分析了系统的环流特性和下垂特性，揭示了其下垂外特性，这为实现多个变换器的并联运行和均流控制提供了理论基础。下垂控制策略允许变换器并网时自动调整输出，以达到整体的均流效果。构建了包括两变电所模型和牵引网阻抗模型在内的系统模型，进一步阐述了如何实施并网控制策略。 仿真结果证实了下垂控制策略在该同相牵引供电系统中的有效性和可行性，验证了理论分析的准确性。这种新型供电系统不仅能够提升电气化铁路的性能，还有助于优化电网的运行状态，减少对电力系统的不利影响。 这项研究为电气化铁路的现代化提供了新的思路，通过改进供电系统架构，利用先进的控制策略，实现了牵引供电系统的高效、灵活和环保运行。这一成果对于未来高速重载铁路的发展具有重要的理论和实践意义。