项目名称高速铁路供电系统振荡机理与抑制技术

项目名称：高速铁路供电系统振荡机理与抑制技术推荐单位：西南交通大学项目简介：随着大量新型高速机车投运，机车与供电系统（车网）间的功率交换频繁、耦合加剧，极易造成车网系统的电气/控制参数失配，引起供电系统频繁发生低频振荡、谐波谐振以及高次谐波放大等宽频带振荡问题。导致保护误动、设备烧损/爆裂、机车降弓闭锁，致使客、货车晚点甚至停运，扰乱运输秩序。项目组依托国家自然科学基金重点项目、铁道部科技开发项目。历尽十年，从现场测试到试验验证，从理论分析到技术装备，在高铁供电系统宽频带建模、振荡机理及识别方法与抑制技术等方面取得重要突破和系统性成果，并实现了推广应用，主要创新点包括：（1）建立了动态运行下高速机车牵引传动系统与牵引供电网的宽频带耦合模型，揭示了高铁供电系统宽频带耦合振荡机理；（2）提出了高铁供电系统宽频带振荡判定条件与快速识别方法，研发了分析评估软件；（3）发明了高铁供电系统宽频带振荡抑制技术，研发了系列技术装备。项目共发表SCI论文33篇（ESI热点1‰论文1篇、IEEE连载4篇、IEEETrans.25篇），EI论文45篇，授权发明专利19项，软件著作权6项。主要完成单位及创新推广贡献：本项目主要由西南交通大学、北京交通大学、中车株洲电力机车研究所有限公司、中国铁路上海局集团有限公司以及朔黄铁路发展有限责任公司合作完成。西南交通大学作为该项目的第一完成单位，主持该项目中的高铁供电系统振荡机理、振荡识别、振荡抑制方面的基础理论研究、软件开发、装备研制等工作，同时作为牵头单位，负责所有单位的分工协作。北京交通大学为该项目的第二完成单位，主要开展了大量铁路电能质量相关测试工作，获取了获得了基本涵盖我国主型电力机车和动车组的谐波频谱特性以及低频振荡发生的现场条件，研制了牵引供电网侧谐振抑制装装置；推广应用至京哈、京津线等高铁线路。中车株洲电力机车研究所有限公司作为该项目第三完成单位，研制了大功率有源滤波器和高频滤波器联合谐波治理装置、兼具无功补偿和谐波抑制的SVG装置。中国铁路上海局集团有限公司作为本项目的第四完成单位，与西南交通大学合作，对徐州北牵引变电所低频振荡现象进行了现场测试并参与研究了低频振荡发生机理、影响因素；设计并制造了低短路阻抗牵引变压器，并应用。朔黄铁路发展有限责任公司作为该项目的第五完成单位，与西南交通大学合作，共同开展了低频振荡、谐波谐振发生机理的研究，揭示了重载铁路中谐波电流的传输规律和机车的阻尼特性。推广应用情况：软件应用于多个铁道设计院，实现我国高铁供电系统的优化设计；技术装备应用于上海、北京、成都等铁路局多条高铁应用，社会经济效益显著，保障了我国大规模高速铁路供电系统的安全、稳定、持续运行。主要知识产权证目录：知识产权类别知识产权具体名称授权号权利人发明人发明专利有效状态授权发明专利基于模态频率敏感度的谐振频率迭代转移的自适应滤波方法ZL201310389953.7西南交通大学何正友；胡海涛；张扬帆；林圣专利权转移授权发明专利一种电力系统低频振荡在线分析及预警方法CN201310166922.5西南交通大学何正友；贾勇；林圣；杨健维；廖凯专利权有效授权发明专利等效机车-牵引网耦合实验平台及其试验方法ZL201710002508.9西南交通大学胡海涛；陶海东；杨孝伟；朱晓娟；周毅；何正友专利权有效授权发明专利一种牵引供电系统低频网压波动检测及保护方法ZL201710539206.5西南交通大学胡海涛；周毅；何正友；陶海东专利权有效授权发明专利电气化铁道机车阻抗测试装置及方法ZL201610184720.7西南交通大学胡海涛；陶海东；姜晓锋；朱晓娟专利权有效授权发明专利牵引网高次谐波谐振及暂态过电压抑制装置ZL200710120620.9北京交通大学吴命利；黄足平；杨少兵；楚振宇；刘明光专利权转移授权发明专利一种电气化铁路牵引供电网电能质量综合治理装置CN201310353901.4南车株洲电力机车研究所有限公司冯江华；张志学；何多昌；黄超；尚敬；沈辉；张定华；倪大成专利权有效授权发明专利一种抑制车网低频振荡的方法及系统ZL201610946198.1中车株洲电力机车研究所有限公司张杰；何多昌；梅文庆；张志学；张宇；徐立恩；应婷；陈柳松；谭娟专利权有效软件著作权高速铁路车网系统耦合振荡与谐振分析软件V1.02019SR0327250西南交通大学何正友；胡海涛；陶海东；李朝阳专利权有效软件著作权基于实测数据的电能质量分析软件V1.02017SR708945西南交通大学胡海涛；王科；何正友；陈俊宇专利权有效主要完成人情况表：排名姓名职称/职务工作单位对成果创造性贡献1何正友教授/副院长西南交通大学组织管理，耦合建模、宽频带振荡机理研究2胡海涛教授西南交通大学谐波谐振模态分析、识别，枢纽所谐波谐振评估，低频振荡抑制技术3吴命利教授/院长北京交通大学阻抗测量、牵引网多端口链式电路建模4张志学教授级高级工程师中车株洲电力机车研究所有限公司谐波电流产生机理与传输特性研究、控制策略优化设计5杨少兵副教授北京交通大学低频振荡与谐波放大判定与模式识别研究6高仕斌教授西南交通大学宽频带振荡抑制技术研究7赵朝蓬提待高工/副处长中国铁路上海局集团有限公司低频振荡研究，低短路阻抗牵引变压器设计8李喆高级工程师朔黄铁路发展责任有限公司牵引供电网无源/有源谐波治理技术研究9宋可荐讲师北京交通大学牵引网高次谐波谐振及暂态过电压抑制装置开发10廖凯副教授西南交通大学车网耦合振荡与谐振分析软件设计与研发11刘华东高级工程师中车株洲电力机车研究所有限公司有源滤波器与高通滤波器联合谐波治理装置开发12周毅博士研究