CRH380A型高速动车组谐波特性分析与建-电气工程专业毕业论文.docx

西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： (1)基于大量CRH380A型高速动车组实测数据，讨论了谐波组算法对谐波测量 结果精度的影响，分析了动车组低次与高次特征谐波及其幅值、相角分布特性，从随机 波动与分段统计两个角度，讨论了动车组工况与功率输出变化对谐波幅值的影响，对 应内容为论文第3章。 (2)建立了基于实测数据与非耦合Norton等效电路的CRH380A型高速动车组谐 波模型，有效反映了谐波电压与谐波电流之间的相互影响，利用实测结果与仿真结果 的对比，验证了模型可行性与正确性，对应内容为论文第4章。 (3)结合谐波特性，分别研究了CRH380A型高速动车组低次谐波与高次谐波建 模方法。针对低次谐波，在区分工况、输出功率的基础上统计网侧谐波电流幅值概率分 布，并用蒙特卡洛方法模拟电流数据；针对高次谐波，考虑谐波电压与谐波电流之间的 耦合关系，在高次特征谐波频域内建立基于频率耦合矩阵的Norton谐波模型，对应内 容为论文第5章。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本 人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：奔吐 日期：如f‘．岁．弘 万方数据  西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘要 近年来我国高速铁路快速发展，高速动车组作为铁路运输的主要电力机车类型， 广泛运行于全国铁路网络中。动车组具有功率大、速度快、密度高、非线性等特点，其 对牵引供电系统及电力系统的电能质量影响日益受到人们的关注。为此，论文围绕 CRH380A型高速动车组谐波特性和谐波建模这两个方面开展相关研究，主要工作有： (1)高速动车组谐波机理分析。系统介绍了高速动车组牵引传动系统结构，脉冲 整流器电路工作原理，动车组脉冲宽度调??原理，分析了CRH380A型高速动车组低次 谐波与高次谐波形成机理，为后续研究动车组谐波特性与建模研究奠定了良好的基础。 (2)CRH380A型高速动车组谐波特性分析。谐波测量算法中采用了谐波组与子 组算法，有效缓解了牵引电气量波动特性引起的频谱泄露效应；基于大量CRH380A型 高速动车组实测数据，分析了低次和高次谐波在复平面的幅值、相角特性；从随机波动 和分段统计两个角度分析了动车组谐波幅值的动态特性。 (3)基于非耦合Norton等效电路的CRH380A型高速动车组谐波建模。采用一种 实测数据与Norton等效电路相结合的方法对高速动车组进行谐波建模，有效体现了谐 波电压对谐波电流的影响；利用实测数据模拟了动车组动态谐波过程，对比了计算得 到的动态模型与实测数据的谐波幅值分布范围。 (4)考虑谐波特性的CRH380A高速动车组谐波建模。针对动车组低次谐波与高 次谐波不同形成机理及特性情况，利用不同的方法分别对低次谐波和高次谐波进行建 模。针对低次谐波，考虑谐波在多工况下的不同分布情况，在区分工况、输出功率的基 础上统计其网侧谐波电流幅值概率分布，求解高斯分布参数，并用蒙特卡洛方法模拟 电流数据。针对高次谐波，考虑谐波电压与谐波电流之间的耦合关系，在高次特征谐波 频域内建立基于频率耦合矩阵的Norton谐波模型，利用谐波电压数据求解对应的谐波 电流。 论文利用实测数据分析了CRH380A型高速动车组谐波特性，并根据其特征选取 合适的模型对高速动车组谐波建模，可望为高速动车组谐波评估的相关研究提供支持。 关键词：CRH3 80A型高速动车组；谐波建模；谐波特性；Norton等效电路；概率密度 函数；随机与统计特性；实测数据 万方数据  西南交通大学硕士研究生学位论文 第1l页 Abstract With the fast development ofhigh speed railways in China,the higIl speed EMUs(electric multiple unit)have been widely applied in the railway network as the main type trains of rail transportation．The EMU is featured with high power,high motion speed，hi曲density and nonlinearity,and more and more attention has been paid for its adverse impact on the power quality issues of tracfion p