陈民武， 蒋汶兵， 王旭光， 孙小凯

(西南交通大学 电气工程学院， 四川 成都 610031)

牵引供电系统电能质量问题和动车组过电分相问题是既有单相工频供电模式下的“痼疾”，而高压大功率电力电子技术的日益成熟及其在电力系统中的广泛应用，为从根本上解决上述问题提供了有效途径。日本首次在东北新干线的新沼宫内和新八户牵引变电所投运了铁路静止功率调节装置 (Railway Static Power Conditioner，RPC)[1]，我国也在上海南翔牵引变电所投入了类似有源补偿装置[2]，虽然实现了电能质量的综合补偿，但无法消除电分相环节，制约高速铁路牵引供电和动车组运行安全的“瓶颈”仍然存在。

同相供电技术将有源补偿和牵引变压器接线方式有机结合，在取消了变电所出口处电分相的同时，实现了三相-单相对称变换。依托“十一五”国家科技支撑计划,我国研制了世界首套同相供电装置,额定容量达到了10 MVA，在成昆线眉山牵引变电所成功投入试运行，取得了良好的实际效果[3]。当前我国电力系统调度管理不允许在分区所实施双边供电，即使在变电所出口实现了同相供电，但分区所位置的电分相仍然存在[4]。因此，“理想”的牵引供电系统应在电网侧全面解决电能质量问题，同时牵引侧使用统一的电压并取消电分相,形成“独立”于上一级电网的同相贯通供电网络[5]。

本文借鉴眉山同相供电装置研制的成功经验，提出一种基于模块化和背靠背结构功率变换器的同相贯通供电方案，结合高速铁路牵引负荷特性，优化功率变换器拓扑结构和控制策略，实现了功率双向流动和平衡变换，提高供电质量和供电可靠性。……