抑制高铁牵引网的低频振荡,确保动车组行车安全

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抑制高铁牵引网的低频振荡,确保动车组行车安全

近年来国内多地出现高速铁路牵引网低频振荡,情况严重时导致动车组发生牵引封锁。北京交通大学电气工程学院的研究人员王迎晨、杨少兵、宋可荐、吴命利,在2020年第3期《电工技术学报》上撰文,以CRH5型动车组为算例,提出一种基于滑模结构电流无源控制的动车组PWM整流器双闭环控制策略抑制低频振荡。与几种传统算法的稳定性分析及仿真结果对比表明,提出的算法具有更好的稳态和动态特性,有效地抑制了牵引网低频振荡现象。

随着我国高速铁路的快速发展,多种型号的动车组在改造既有线、新建高速铁路上高密度运行,这也意味着大量电力电子变换器接入了牵引供电系统,导致各种车网电气耦合性问题日益突出。近年来多区域出现牵引网低频振荡现象,触发电力机车/动车组牵引传动系统的闭锁逻辑,严重影响了铁路的正常行车秩序。

国内电气化铁路低频振荡发生在动车组升弓整备时,低频振荡的频率为3~7Hz;国外(挪威)电气化铁路需要旋转变频机组或静止变流器进行供电制式的转换,低频振荡的频率为1.2~1.9Hz。因此,研究牵引网低频振荡产生的机理及抑制低频振荡的措施,对预防牵引网低频振荡、确保高速动车组行车安全具有重要意义。

牵引网低频振荡不同于电力系统中并网变流器引起的振荡。对牵引网低频振荡产生机理的研究,目前尚无定论,主流观点认为低频振荡现象由车网电气耦合系统(Electric Multiple Units and Traction Network Coupling System, EMUs-TNCS)参数不匹配造成。

有学者利用主导极点分析了低频振荡发生时机车阻抗在低频段的变化规律,给出了调节控制参数抑制低频振荡的最优顺序;

有学者在整流器线性化闭环传递函数的基础上,研究了低频振荡的机理;

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