动车组网侧谐波抑制技术研究

徐帅

摘要：针对动车组网侧操作技术及网侧谐波存在的问题，通过分析谐波电流产生的原因，进行谐波抑制技术的分析，为谐波抑制方法提供理论支持。

关键词：动车组；谐波；抑制

一、谐波电流产生原因分析

（一）四象限流器功能概述

四象限流器是一种基于双闭环控制系统、并借助整流器的特点，有效控制周期内的电流参数在一定范围之内的设备。当设备工作过程中范围电流高于基础标准时，设备就会自动断开，进而实现将直流、交流电流的参数控制在一定范围内 [1] 的目标。若范围电流参数在标准参数内，设备将不会产生作用。但是在动车的谐波控制过程中，该设备与其他元件的限制条件仍没有系统的参照标准，进而导致该设备的功能仍有缺陷。

（二）谐波电流产生原因

由于四象限整流器设备的不稳定运行，进而导致设备产生非线性电压，即谐波电压。特别是变流器、变频器的相位大小参数不正常，进而导致线路内的电压与正弦波的参数配比超过常规，导致产生2倍以上的谐波频率，进而可能导致元件发生损害。同时，由于负载量过大而导致范围内的电感元件和电容元件的周期负载过大，极大的降低了元件的使用周期，甚至可能产生安全隐患问题。

二、动车组网侧谐波抑制技术

（一）基本模型的建立

1.仿真模型

技术人员需要从动车组的供电设备出发，并借助相关的操作软件构建具有操作意义的仿真模型，使软件能够结合动车组的实际供电情况进行分析，保证模型位置与参数具有科学的意义[2]。同时，需要对谐波产生的位置进行调研，并分析各部位谐波的大小参数，进而通过仿真计算得出一个具有协调意义的固有属性，实现对元件位置的优化控制。

2.计算模型

需要对仿真技术固定的数据进行模型计算，并利用其牵引参数进行谐波成分、谐波频率的计算。在实际操作中主要依据以下公式： f1=n×2fc±m×fs

其中，fc采纳数为载波频率的数值；fs=50Hz（调试频率参数）；m、n为调试点的参数值，且m=（n1），即当m=1，3，51时，n=2，4，61；若m=2，4，61时，n=1，3，51。

如图1所示，当使用牵引变压器次边2台变流器的相位差大小为90°时，依据公式可以得出能够消除单边2fc的谐波大小，进而促使原设备仅存在4fc谐波大小；若2个牵引单元中，有4台牵引变流器进行控制，且移相控制角度为45°，那么可以减小4fc的谐波大小，进而促使原设备仅存在8fc谐波大，最终得出频率参数与载波频率的关系。

（二）阻频的控制

技术人员需要对不同的导线长度进行测量，并利用标准的方法对抗阻频率进行分析，比较不同数据之间的关系，进而得到一个具有调控参数的协调点，以及牵引网的长度参数与谐波的频率呈现的函数趋势。因此，技术人员仅需要对线路的长度参数进行分析，并保证部分线路的长度参数尽量延长，从而有效的控制其频率降低，实现谐波的有效控制[3]。在实际操作中，技术人员需要对动车组在运作过程中的各项基本参数进行计算，确保牵引阻频得到精准控制，达到牵引频率抑制其谐波的目的。同时，需要避免两者的参数发生重合，有利于其固有参数的稳定控制。

（三）谐波滤波器

技术人员可以使用该设备进行多范围的谐波频率控制，特别是需要注意在與设备运行中的耦合反应。通过耦合反应的拓展，实现各区域的过量谐波能够与设备产生的谐波中和，进而促使过量的谐波能够在耦合操作中得到有效降低。抑制谐波的核心是在高压端设置谐波滤波器。

设备的引入中需要着重考虑牵引绕组的参数值，分析绕组与叠加之间的关联性，进而有效消除由于叠加操作而导致的不必要麻烦。另外，需要对该设备的电流参数进行控制，保证其参数值能够稳定在周期范围内，进而有效保证其谐振量参数的稳定，也确保了固有属性与人为操作之间的可协调性，达到控制的目的。最后，需要对网侧线路的两端参数进行控制，保证其首、尾参数值在标准范围之内，进而全面确保其阻抗作用。

（四）控制网地网长度

该技术需要结合操作公式进行拓展，并结合牵引长度、地网长度进行系统的参数分析。保证参数在系统的控制中实现控制的价值。同时，需要对实际环境进行调研，分析地网参数的可行性距离，保证地网参数具有合理性。最后，需要对实际地网参数进行调研，尽可能的增大基本长度参数，并保证其长度参数与周期频率具有统一性的意义[4]。若该线路已经被全面固定，那么要依据动车组与变电站的距离进行调控，保证其参数能够尽可能的放大，进而全面控制谐波。

三、结束语

全面抑制谐波的产生不仅有利于保障电网运行效益，还有利于实现对污染源的全面控制。因此，需要就动车组网侧谐波的抑制技术进行拓展，对其电流参数、电压参数进行控制，对安全隐患问题进行有效控制。同时，需要将科学化的操作技术融入实际操作过程中，可以将载波移相操作融入过程中，实现网侧谐波含量的有效改进、控制。

参考文献：

[1]管爱伟，金钧，刘通.基于移相载波控制技术的CRH380B型动车组网侧谐波抑制研究[J].变频器世界，2017（9）：51-54.

[2]周安德，刘斌，杨颖.城际动车组网侧谐振仿真分析与抑制[J].电力机车与城轨车辆，2016（4）：1-6.

[3]蒋李晨昕.混合动力动车组网侧变流器控制策略的研究与实现[D].2016.

[4]谭少敏.网侧谐波对和谐型动车组和电力机车的影响[D].2016.

（作者单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司）