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1、铁路功率调节器新型控制策略研究李坤鹏，王建瞰(哈尔滨工业大学电气工程及口动化学院，哈尔滨150001)摘要：高速铁路牵引供电系统中的谐波和负序问题一直是电能质量领域的困扰，基于背靠背变流器的铁路功率调节器(railwaystaticpowerconditioner,RPC)能够有效的平衡两臂负载,并H补偿谐波电流和无功，但是采用传统PI控制难以满足波形跟踪需要，木文提出一种新型双闭环控制策略，外环采用电压控制，内环采用基于重复控制+PI控制的电流控制。重复控制通过串联校止被控对象幅频、和频特性，改善波形质星，而PI控制可以冇效保证系统响应速度，该方法可以冇效克服釆样、
2、计算延迟、参数漂移对系统稳定性的影响，消除原边负序电流和三相电压波动，提高功率因数，滤除谐波，使电气化铁路的所有电能质量问题均得到解决。给岀了控制器的设计步骤和方法，并且分析了系统稳定性，通过仿真实验验证了所提出方案的正确性和可行性关键词：电气化铁路；电能质量；恢路功率调节器；重复控制屮图分类号：TM76NewControlTopologyForRailwayStaticPowerConditionerLIKunpeng,WANGJianze(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,HarbinInstituteofTec
3、hnology,Harbin150001)Abstract:Thetractionpowersupplysystemofelectricrailwayhasthedisadvantagesofheavyunbalancedthreephase,largeharmonicsandreactivepower.Basedonback-to・backconverter,railwaystaticpowerconditioner(RPC)caneffectivelybalancetheloadbetweentwoarms,compensatetheharmoniccurrent
4、andreactivepower・AstheconventionalPIcontrolisdifficulttotracethewaveform,adual-loopcontrolschemewasapplicd.Thecontrolschemereducestheinfluencesofthefactors,suchassamplingandcalculationdelay,dead-zone,parametersshift,onthesystemstabilityandenhancestherobustnessofthewholesystem.Itcanalsoe
5、liminatethenegativesequencecurrentandthree-phasevoltagefluctuationsoftheprimaryside,improvethepowerfactorandharmonicfilter,sothatelectrifiedrailwaypowerqualityproblemscanberesolvedperfectly.Thewholedesignwasprovided・Analysisandsimulationresultstestifytheeffectivenessoftheproposedcontrol
6、scheme・Keywords:electricrailway;powerquality;RPC;repetitivecontrol0引言电气化铁路的快速发展使得存在于牵引供电系统屮的负序电流、低功率因数、电压波动和闪变及谐波等电能质量问题愈显突出。近年來，以静止同步补偿器(STATCOM)技术为代表的大容量冇源补偿装置在输配电领域屮的应用口趋成熟，特别是一种安装于牵引变电站牵引侧、釆用两相“背靠背''式结构的铁路功率调节器(RPC)在电气化铁路电能质量综合治理领域止表现出巨大的经济技术优势和应川前景［⑼。作者简介:李坤鹏,(1989-),女，硕士，电能质量。通信联系
7、人：王建喷，(1972-),男，博上，副教授，电能质呈检测与控制。E-mail:jianzewang@sina.com图1电气化铁路功率调节系统Fig.lRailwaystaticpowerconditionersystem图1所示为基于Scott变压器的电气化饮路功率调节系统，该系统通过背靠背变流器的有功功率转移和无功功率、谐波的独立补偿实现对电气化铁路负序、无功和谐波的综合治理[4'6]o变流器的传统PI控制带宽冇限，难以同时满足精度和稳定性的要求，基于内模原理的巫复控制器具有良好的鲁棒性与稳态性能，当控制对象与所建立模型失配，或参数因为环境等而
