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[摘 要]电气化铁路的诞生，对人类的交通带来了巨大的影响，并在世界各个地方快速发展，本文主要针对牵引变电所的综合补偿实时监测，对其控制方法做出详细的研究。
[关键词]牵引变电所；补偿方法；检测控制
中图分类号：TM922.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）48-0005-01
一、前言
电气化铁路由于诸多优点，被广泛的利用，然而在使用的过程中，也出现了一些问题，比如牵引变电所的综合补偿实时监测问题，因此对牵引供电系统无功补偿与无功优化的研究具有重要的意义。
二、牵引供电系统的组成
电力牵引供电系统是指从电力系统或一次供电系统接受电能，通过变相、变压或者换流（将工频交流变换为低频直流或者交流电压）后，提供电能给电力机车的完整系统，实现了牵引电能传输、配电等全部功能。电力牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网构成。
三、牵引负荷的特点
由于列车在运行过程中的加速、恒速、惰行、制动等因素，造成牵引负荷的随机波动。
四、综合补偿检测控制算法
由于牵引负荷所具有的随机波动性，给50 Hz工频量的准确提取带来困难，为准确提取350 Hz工频量，采用具有良好的时一频局部化能力的小波变换是
源综合补偿系统的控制策略研究与仿真分析
在有源综合补偿系统中，控制策略的选择直接影响着综合补偿系统的各个品质因数，例如响应速度、跟踪精度等等。在应用有源综合补偿系统对牵引平衡变压器工作产生不对称情况实施调节过程中，由于测量、计算、功率输出等环节的延时使得有源综合补偿效果不好，另外，复杂的非线性电力系统的模型未知，同时有可能受到外界各种干扰因素的影响，所以，要达到良好的补偿效果，这个控策略的选择是至关重要的。由于有源综合补偿系统具有两套四象限变流器，它们的电力电子器件开关采用直接控制具有复杂性，在实际操作中产生的問题较多。因此，当前有源综合补偿系统仍采用双内层控制结构，其控制系统结构框图如图2所示：
1.四象限变流器的控制
控制系统的主要任务就是合理的控制四象限变流器开关器件的动作，让输出的电压电流实时跟踪指令信号[3一32]。其包括对电流的控制和对输出电压的控制。
2.电流控制
在平衡变压器输出供电方式平衡补偿电路中四象限变流器部分，既要传递有功功率，又要抑制谐波和补偿无功分量。由此可知需要构成背靠背的两四象限变流器相对独立的进行控制，这样就可想象为等效的单相电压型整流器。
论文以电流滞环跟踪控制为例，进行介绍下滞环跟踪控制的原理。电流滞环跟踪控制主要有以下两种：
其一、瞬时比较电流滞环跟踪控制方式
（1）采用滞环比较器
电流控制器是带滞环的比较器，其滞环宽度常定为20h（h代表滞环宽度）。将给定的参考电流和实际输出的电流进行比较，并当两者的电流偏差超过20h时，通过滞环比较器产生出PWM信号来控制主电路的功率器件开关通断。
（2）采用定时控制比较器
它是用定时控制器来代替滞环比较器的。从而避免器件因为开关频率过高所引起的损坏。但此种控制方式的缺点是补偿电流的跟踪误差具有不确定性。
其二、三角波比较方式
这种方法是将补偿电流指令信号和实际补偿电流信号之间的差值先放大，再与三角波比较
3.逆变电压控制
在综合补偿的逆变电压输出这个重要环节，对输出电压的幅值和相位的精度要求较高，这就需要采用合适的逆变电压控制策略来完成逆变器部分的功能，让其不影响平衡变压器三相侧电压的对称度。现为提高输出电压的精度，并排除负载扰动，就需采用闭环反馈控制方法。针对负载为阻感性或非线性时，输出电压波形稍差或具有严重干扰而考虑此控制方法的。逆变器的控制对于补偿系统中直流环节来说，它的电压波动较小，比较稳定，其控制就相对独立些了。
4.直流侧电压的控制
在有源综合补偿系统中有种控制方法比较适合无源设备的直流电容电压控制，这种方法本质就是把变流器视为一个负载，从电网中吸收电能。当电容电压值低于规定值，先由逆变器中IGBT的续流二极管整流桥对电容自由充电，并同时投入限流电感或电阻限制充电电流的变化；当电容电压值达到相电压的峰值时控制变流器启动，随即切除限流元件，矶。启动变流器的开关器件，并采用boost控制方式让电容电压上升到规定值叽。后维持在限定的误差水平。
六、单相电路谐波与无功信号的补偿量检测方法
牵引变电`所三相变两单相供电方式是通过控制两个单相侧电压、电流相位及幅值关系，以获得三相侧电压和电流的对称。在常用的单相电路检测方法中，主要有基于瞬时无功功率的补偿量检测法和基于鉴相原理的瞬时补偿量检测法。其他检测方法，如以Fryze功率定义为基础的检测方法，不能只检测无功电流或只检测谐波电流，使用起来局限性比较大；还如傅里叶分解的检测方法，缺点是计算量比较大，有很大延时。
1.单相瞬时无功功率的补偿量检测法
二十世纪八十年代初，赤木泰文提出的三相电路瞬时无功功率理论，在对三相电路谐波及无功电流检测中得到了成功的应用[`7一20]。此后其他学者又提出了更适用于单相电路的瞬时无功功率检测方法[2'一25]。在三相三线制电路中，根据需要可以直接构造一个等效的两相系统，或者根据单相电路的电压、电流构造一个类似的三相系统
2.鉴相原理的瞬时补偿量检测法
基于鉴相原理的瞬时补偿量检测法是与单相电路的瞬时无功功率检测类似的检测方法，此方法适宜于单相交流系统中，在三相系统中应用较少。
七、结语
电气化铁路牵引动力大，过载能力强，环境污染小等诸多优点，只有将遇到的问题做到具体分析，解决，才能让电气化铁路真正造福于全人类。
参考文献
[1] 国家发展和改革委员会交通运输司.国家《中长期铁路网规划》内容简介[J].交通运输系统工程与信息，2009，5（4）：1-4.
[2] 李群湛.牵引变电所供电分析及综合补偿技术[M].北京：中国铁道出版社，2011.
[关键词]牵引变电所；补偿方法；检测控制
中图分类号：TM922.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）48-0005-01
一、前言
电气化铁路由于诸多优点，被广泛的利用，然而在使用的过程中，也出现了一些问题，比如牵引变电所的综合补偿实时监测问题，因此对牵引供电系统无功补偿与无功优化的研究具有重要的意义。
二、牵引供电系统的组成
电力牵引供电系统是指从电力系统或一次供电系统接受电能，通过变相、变压或者换流（将工频交流变换为低频直流或者交流电压）后，提供电能给电力机车的完整系统，实现了牵引电能传输、配电等全部功能。电力牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网构成。
三、牵引负荷的特点
由于列车在运行过程中的加速、恒速、惰行、制动等因素，造成牵引负荷的随机波动。
四、综合补偿检测控制算法
由于牵引负荷所具有的随机波动性，给50 Hz工频量的准确提取带来困难，为准确提取350 Hz工频量，采用具有良好的时一频局部化能力的小波变换是
源综合补偿系统的控制策略研究与仿真分析
在有源综合补偿系统中，控制策略的选择直接影响着综合补偿系统的各个品质因数，例如响应速度、跟踪精度等等。在应用有源综合补偿系统对牵引平衡变压器工作产生不对称情况实施调节过程中，由于测量、计算、功率输出等环节的延时使得有源综合补偿效果不好，另外，复杂的非线性电力系统的模型未知，同时有可能受到外界各种干扰因素的影响，所以，要达到良好的补偿效果，这个控策略的选择是至关重要的。由于有源综合补偿系统具有两套四象限变流器，它们的电力电子器件开关采用直接控制具有复杂性，在实际操作中产生的問题较多。因此，当前有源综合补偿系统仍采用双内层控制结构，其控制系统结构框图如图2所示：
1.四象限变流器的控制
控制系统的主要任务就是合理的控制四象限变流器开关器件的动作，让输出的电压电流实时跟踪指令信号[3一32]。其包括对电流的控制和对输出电压的控制。
2.电流控制
在平衡变压器输出供电方式平衡补偿电路中四象限变流器部分，既要传递有功功率，又要抑制谐波和补偿无功分量。由此可知需要构成背靠背的两四象限变流器相对独立的进行控制，这样就可想象为等效的单相电压型整流器。
论文以电流滞环跟踪控制为例，进行介绍下滞环跟踪控制的原理。电流滞环跟踪控制主要有以下两种：
其一、瞬时比较电流滞环跟踪控制方式
（1）采用滞环比较器
电流控制器是带滞环的比较器，其滞环宽度常定为20h（h代表滞环宽度）。将给定的参考电流和实际输出的电流进行比较，并当两者的电流偏差超过20h时，通过滞环比较器产生出PWM信号来控制主电路的功率器件开关通断。
（2）采用定时控制比较器
它是用定时控制器来代替滞环比较器的。从而避免器件因为开关频率过高所引起的损坏。但此种控制方式的缺点是补偿电流的跟踪误差具有不确定性。
其二、三角波比较方式
这种方法是将补偿电流指令信号和实际补偿电流信号之间的差值先放大，再与三角波比较
3.逆变电压控制
在综合补偿的逆变电压输出这个重要环节，对输出电压的幅值和相位的精度要求较高，这就需要采用合适的逆变电压控制策略来完成逆变器部分的功能，让其不影响平衡变压器三相侧电压的对称度。现为提高输出电压的精度，并排除负载扰动，就需采用闭环反馈控制方法。针对负载为阻感性或非线性时，输出电压波形稍差或具有严重干扰而考虑此控制方法的。逆变器的控制对于补偿系统中直流环节来说，它的电压波动较小，比较稳定，其控制就相对独立些了。
4.直流侧电压的控制
在有源综合补偿系统中有种控制方法比较适合无源设备的直流电容电压控制，这种方法本质就是把变流器视为一个负载，从电网中吸收电能。当电容电压值低于规定值，先由逆变器中IGBT的续流二极管整流桥对电容自由充电，并同时投入限流电感或电阻限制充电电流的变化；当电容电压值达到相电压的峰值时控制变流器启动，随即切除限流元件，矶。启动变流器的开关器件，并采用boost控制方式让电容电压上升到规定值叽。后维持在限定的误差水平。
六、单相电路谐波与无功信号的补偿量检测方法
牵引变电`所三相变两单相供电方式是通过控制两个单相侧电压、电流相位及幅值关系，以获得三相侧电压和电流的对称。在常用的单相电路检测方法中，主要有基于瞬时无功功率的补偿量检测法和基于鉴相原理的瞬时补偿量检测法。其他检测方法，如以Fryze功率定义为基础的检测方法，不能只检测无功电流或只检测谐波电流，使用起来局限性比较大；还如傅里叶分解的检测方法，缺点是计算量比较大，有很大延时。
1.单相瞬时无功功率的补偿量检测法
二十世纪八十年代初，赤木泰文提出的三相电路瞬时无功功率理论，在对三相电路谐波及无功电流检测中得到了成功的应用[`7一20]。此后其他学者又提出了更适用于单相电路的瞬时无功功率检测方法[2'一25]。在三相三线制电路中，根据需要可以直接构造一个等效的两相系统，或者根据单相电路的电压、电流构造一个类似的三相系统
2.鉴相原理的瞬时补偿量检测法
基于鉴相原理的瞬时补偿量检测法是与单相电路的瞬时无功功率检测类似的检测方法，此方法适宜于单相交流系统中，在三相系统中应用较少。
七、结语
电气化铁路牵引动力大，过载能力强，环境污染小等诸多优点，只有将遇到的问题做到具体分析，解决，才能让电气化铁路真正造福于全人类。
参考文献
[1] 国家发展和改革委员会交通运输司.国家《中长期铁路网规划》内容简介[J].交通运输系统工程与信息，2009，5（4）：1-4.
[2] 李群湛.牵引变电所供电分析及综合补偿技术[M].北京：中国铁道出版社，2011.