平衡单相牵引负荷补偿容量优化设计

针对交流电气化铁路采用Steinmetz补偿电路实现三相平衡所需补偿容量很大的问题,以三相补偿装置总容量最小为目标,运用优化技术提出了一种合理的补偿容量最优方法。首先推导各相间补偿容量与电流不对称度系数及功率因数的关系,当功率因数和电流不对称度系数在允许范围内时,建立各相间补偿容量和平衡容量的数学模型。然后将优化问题转化为数学规划问题,利用优化方法推导最优补偿容量的解析结果。通过MATLAB计算,与Steinmetz电路所需补偿容量进行比较,证明上述结果在性能满足要求的前提下,在补偿容量数值上有明显优势。具体实例计算表明,所述优化设计方法可以以较小的补偿容量达到较好的补偿性能。