吴传平 罗安 孙娟 张寅 王刚

（湖南大学电气与信息工程学院 长沙 410082）

1 引言

电气化铁路中的电力机车负荷由于具有非线性、功率因数低和引起三相不平衡的特点，不仅降低电气化铁路牵引供电系统本身的电能质量，还影响到铁路沿线周边电力用户的供电质量[1-4]。因此必须对电气化铁路的负序、谐波和无功等电能质量问题采取有效的治理措施。

目前，大多数国家对电气化铁路的无功和谐波问题普遍采用无源滤波器滤除特定次数的谐波，并提供固定容量的无功补偿。但无源滤波器只能对特定次数的谐波进行治理，并存在易与电网阻抗发生谐振造成谐波放大的缺点[5-7]。有源滤波器能对电气化铁路谐波进行动态抑制[8-10]，但不能有效消除电气化铁路中的负序电流。电气化铁路供电系统广泛采用换相接入的方式来消除负序电流[11-12]，但该方法依赖于机车运营情况，负序消除能力有限。日本学者首先提出并应用铁路功率调节器（Railway static Power Conditioner，RPC）对电气化铁路的负序、谐波和无功等电能质量问题进行综合治理[13-16]。文献[13]提出了RPC的结构，分析了 RPC应用于伍德桥变压器牵引系统的补偿原理。文献[14]分析了RPC应用于斯科特变压器牵引系统的补偿原理，并给出了测试结果。文献[15]分析了RPC应用于斯科特变压器牵引系统补偿电压波动的工作模式。但RPC的容量需求过大，给工程应用带来较大的难度，并且抬高了成本。实际应用中由于RPC容量的限制降低了治理效果。

为降低RPC容量进而降低其成本，本文提出一种新型电气化铁路电能质量综合补偿系统。……