武汉大学肖非然、倪周 等：一种基于多智能体的多站协同高速铁路不平衡补偿方法

团队介绍

肖非然，武汉大学，博士研究生，研究方向为高速铁路电能质量治理、逆变器应用。

袁佳歆，武汉大学，教授，博士生导师，主要研究方向为高压智能磁控电抗技术、电能质量控制技术和电网无功电压控制技术。

倪周，武汉大学，硕士研究生，研究方向为高速铁路电能质量治理、不断电过分相。

导语

针对只考虑单个牵引变电站的不平衡补偿方法无法将补偿装置的安装容量进一步降低的问题，本文研究了一种多站协同补偿高速铁路不平衡的方法。

项目研究背景

近年来，高速铁路在我国迅速发展，已成为最重要的交通方式之一。高速铁路使用的动车组作为一个大功率的单相负荷，由三相电网通过牵引变压器供电，因此会产生较大的负序电流，造成三相电网不平衡。

不平衡的电流和电压会对电力系统的发电、输电、配电以及用电等各个方面产生严重危害，影响电力系统的安全稳定运行。高速铁路不平衡补偿所需容量较大，目前针对单个站进行不平衡补偿的方法无法将补偿装置的安装容量进一步地降低。

论文所解决的问题及意义

针对单个站进行不平衡补偿的方法无法将补偿装置的安装容量进一步地降低的问题，本文研究了一种基于多智能体的多站协同高速铁路不平衡补偿方法。

该方法可以在现有单站不平衡补偿方法的基础上再降低补偿装置1/3的安装容量，且各个站补偿装置之间所需的通信量较低。补偿装置安装容量的降低，可以使其成本减少，有利于电力电子不平衡补偿装置的普及，进一步提高高速铁路供电系统的电能质量水平。

论文方法及创新点

本文首先提出了多站协同补偿（Multi-Station CooperativeCompensation, MSCC）的拓扑结构，将多个站作为一个整体考虑，每个站配置一个三相变换器作为补偿装置；接着研究了适用于MSCC 的新的不平衡补偿原理，并对MSCC 的补偿原理以及装置的安装容量进行分析；然后提出基于多智能体的MSCC 控制策略；最后通过仿真及小容量的实验对本文所提出方法的有效性和优势进行了验证。

结论

本文针对现有的仅考虑单站不平衡补偿的方法无法将补偿装置的容量进一步降低的问题开展了相关的研究工作，提出了基于多智能体的多站协同不平衡补偿新方法，通过理论分析、仿真和实验得到如下结论：

• 1）本文提出的基于多智能体的多站协同补偿策略可以有效地降低多站协同补偿对通信和主控制器处理速度的要求。

• 2）本文提出的不平衡补偿方法，可以减少单站补偿装置1/3的安装容量（在考虑影响较小的线路阻抗和牵引变压器漏抗时，会略低于1/3）。

引用本文

肖非然, 倪周, 闵永智, 袁佳歆. 一种基于多智能体的多站协同高速铁路不平衡补偿方法[J]. 电工技术学报, 2020, 35(16): 3518-3528. Xiao Feiran, Ni Zhou, Min Yongzhi, Yuan Jiaxin. Unbalanced Compensation Method of Multi-Station Cooperative for High-Speed Railway Based on Multi-Agent. Transactions of China Electrotechnical Society, 2020, 35(16): 3518-3528.

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