基于两相三线制变流器的高速铁路负序和谐波综合补偿新方法

施大发 吴传平

（1.湖南机电职业技术学院 长沙 410151 2.湖南省电力公司科学研究院国家电网公司输变电设备防冰减灾技术实验室 长沙 410007）

1 引言

高速铁路牵引供电系统由于采用单相供电方式而产生负序电流[1-3]，给电力系统中发电、输电和变电设备的运行带来严重危害(例如增加发电机的损耗，降低变压器出力等)，严重影响电力系统的安全经济运行[4,5]。另外，高速铁路电力机车产生的谐波也降低了其供电系统和上级电力系统的可靠性[6-9]。因此，必须采取有效措施抑制高速铁路供电系统产生的负序和谐波电流。

针对电气化铁路的负序、谐波问题，国内外学者已进行了一定研究。采用SVC 安装在牵引变压器的两供电臂进行电气化铁路的负序补偿，在牵引变压器容量允许的情况下理论上可将负序完全补偿，但增加了牵引变压器的容量和出力，并降低了两供电臂功率因数。采取单相有源滤波器能实现对电气化铁路的谐波抑制[10-12]，但不能有效补偿电气化铁路中的负序电流。针对铁路供电系统的单相供电特性，文献[13-15]提出了铁路功率调节器（Railway Static Power Conditioner,RPC），利用背靠背的两个变流器进行有功、无功及谐波的控制，能实现对负序和谐波综合补偿。文献[16]提出一种三相有源补偿系统——有源电能质量补偿器（Active Power Quality Compensator，APQC），采用Scott 变压器将两单相电变换为三相平衡电压，再将一个三相变流器通过3 个输出电感与三相平衡电压源连接，比RPC 节省了一臂电力电子器件，但需要结构较复杂的Scott 变压器和多了一个输出电感。……