西南交通大学牵头研发国内首套铁路单相MW级宽频带阻抗测量仪器并成功试验
2024-07-23 来源:西南交大电气学院
本文摘要:2024年7月15日,在国家重大科研仪器研制项目《MW级可控宽频带阻抗测量及匹配性分析仪器》和成都铁路局配套试验项目资助下,由西南交通大学何正友、胡海涛教授团队牵头,联合中国铁道科学研究院集团有限公司、国网四川省电力公司共同研制的MW级可控宽频带阻抗测量及匹配性分析仪器,在新开通的渝昆高铁友助村牵引变电所(重庆永川区)圆满完成了现场测试。
2024年7月15日,在国家重大科研仪器研制项目《MW级可控宽频带阻抗测量及匹配性分析仪器》和成都铁路局配套试验项目资助下,由西南交通大学何正友、胡海涛教授团队牵头,联合中国铁道科学研究院集团有限公司、国网四川省电力公司共同研制的MW级可控宽频带阻抗测量及匹配性分析仪器,在新开通的渝昆高铁友助村牵引变电所(重庆永川区)圆满完成了现场测试。
![](http://img1.ally.net.cn/2024/0723/20240723101955205.jpg)
此次现场测试得到了成都铁路局供电部、宜宾工电段,成都维管段等单位的大力支持,试验的成功标志着我国在大功率多谐波发射、宽频带阻抗测量、宽频带振荡理论的研究又向前迈出了坚实的一步。该仪器在低频谐波(1Hz)、高频谐波(20kHz)、宽频带谐波(1~1000个谐波同时发射)注入等核心指标处于领先水平,为铁路牵引供电系统、新能源并网系统、电力系统的阻抗建模与稳定性分析奠定了良好基础。该项目历时5年,顺利完成了项目立项、技术方案评审、生产研发、施工调试、现场示范等多个阶段,最终实现了仪器装置落地试验,并通过了四川省电子产品监督检验所的第三方认定。
该仪器主要由高压开关柜、宽频变压器、电力电子斩波柜和电阻柜构成。其中,斩波柜通过Chirp-PWM信号控制反串联IGBT模块,投切电阻柜的模块化大功率电阻,产生频带双边可控、能量分布均匀的宽频谐波电流扰动,并通过特制宽频变压器并联注入到牵引供电系统,从而获取电压响应并快速测量目标频带的宽频带阻抗特性。仪器的测量频带范围为1Hz~20kHz,一次性等幅注入的谐波个数最高可达1000个,频率分辨率最小可至1Hz。本次现场实验完成了直接供电、AT供电等多种供电方式下的牵引网阻抗测试,仅1分钟就自动完成了1Hz~20kHz的牵引网阻抗快速测量,实时获取了系统宽频带阻抗曲线与谐振幅频信息。仪器一方面可用于车网参数匹配分析,如谐振、宽频带振荡的分析与治理,另一方面可用于故障定位、保护整定校准等。该仪器的成功研制与现场测试推动了我国铁路牵引供电系统、电力系统在可控多谐波注入式阻抗测量技术的发展和进步,具有重要的技术引领与示范作用。
此外,在四川省重大项目的资助下,拓展了宽频带阻抗测量技术在锂电池EIS快速测量方面的应用研究。所研制的测量系统通过双向DC/DC变换器向被测锂电池注入宽频扰动,该系统仅需要一个扰动周期(10s)即可获得0.1Hz-2kHz的宽频阻抗,相关研究成果已发表在IEEETIE/TTE等国际顶级期刊上。同时,在企业项目支持下,已开展了将锂电池电化学阻抗谱快速测量技术嵌入电动汽车充电桩、储能电站PCS等方面的研究。
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