ĐÁNH GIÁ SO SÁNH KỸ THUẬT – KINH TẾ GIỮA BỘ LỌC SÓNG HÀI  TÍCH CỰC VÀ THỤ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG ĐƯỜNG SẮT TỐC ĐỘ CAO

Lâm Quang Thái; Quách Thanh Hải; Trương Việt Anh; Nguyễn Văn Nghĩa; Nguyễn Tùng Linh; Tô Xuân Bảo

doi:10.34238/tnu-jst.15296

ĐÁNH GIÁ SO SÁNH KỸ THUẬT – KINH TẾ GIỮA BỘ LỌC SÓNG HÀI TÍCH CỰC VÀ THỤ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG ĐƯỜNG SẮT TỐC ĐỘ CAO

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 02/04/26 Ngày hoàn thiện: 23/06/26 Ngày đăng: 24/06/26

Các tác giả

1. Lâm Quang Thái, Trường Đại học Công nghệ và Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
2. Quách Thanh Hải, Trường Đại học Công nghệ và Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
3. Trương Việt Anh, Trường Đại học Công nghệ và Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
4. Nguyễn Văn Nghĩa, Trường Đại học Giao thông Vận tải
5. Nguyễn Tùng Linh , Trường Đại học Điện lực
6. Tô Xuân Bảo, Viện Năng lượng - Bộ Công Thương

Tóm tắt

Sự phát triển của hệ thống đường sắt điện khí hóa tốc độ cao đặt ra yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng điện năng, đặc biệt là vấn đề sóng hài do các bộ biến đổi công suất trong đoàn tàu gây ra. Bài báo này nghiên cứu và so sánh hai giải pháp lọc sóng hài phổ biến là bộ lọc thụ động và bộ lọc tích cực cho hệ thống điện kéo 25 kV–50 Hz. Trên cơ sở mô hình phụ tải kéo 5 MW, phổ sóng hài được xác định nhằm thiết kế bộ lọc thụ động điều chỉnh tại các bậc hài chính (3, 5, 7, 11) và xác định dung lượng bộ lọc tích cực theo yêu cầu bù dòng hài.Kết quả mô phỏng cho thấy, trước khi lọc, tổng độ méo hài dòng điện đạt 25,6%, vượt xa giới hạn tiêu chuẩn IEEE 519-2014. Sau khi áp dụng bộ lọc thụ động, tổng sóng hài dòng điện giảm xuống còn 1,77%, trong khi bộ lọc tích cực cho kết quả tốt hơn với T đạt 1,58%. Như vậy, cả hai giải pháp đều đảm bảo đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn, với mức giảm tổng sóng hài dòng điện tương ứng khoảng 93,1% và 93,8%. Về mặt kinh tế, kết quả phân tích cho thấy chi phí đầu tư của bộ lọc thụ động nằm trong khoảng 40.000–110.000 USD, thấp hơn đáng kể so với bộ lọc tích cực 80.000–215.000 USD. Điều này cho thấy trong điều kiện phổ sóng hài tương đối ổn định, bộ lọc thụ động là giải pháp có hiệu quả kinh tế cao hơn, trong khi bộ lọc tích cực phù hợp với các hệ thống yêu cầu khả năng thích nghi cao với tải biến thiên.

Từ khóa

Hệ thống cấp điện kéo (25 kV – 50 Hz); Độ méo sóng hài (THD); Bộ lọc sóng hài thụ động; Bộ lọc tích cực (APF); Đánh giá kinh tế

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] H. J. Kaleybar, M. Brenna, F. Foiadelli, S. S. Fazel, and D. Zaninelli, “Power quality phenomena in electric railway power supply systems: An exhaustive framework and classification,” Energies, vol. 13, no. 24, 2020, Art. no. 6662, doi: 10.3390/en13246662.

[2] H. Hu, Y. Liu, Y. Li, Z. He, S. Gao, X. Zhu, and H. Tao, “Traction power systems for electrified railways: Evolution, state of the art, and future trends,” Railway Engineering Science, vol. 32, no. 1, pp. 1-19, 2024, doi: 10.1007/s40534-023-00320-6.

[3] Y. Seferi, S. M. Blair, C. Mester, and B. G. Stewart, “Power quality measurement and active harmonic power in 25 kV 50 Hz AC railway systems,” Energies, vol. 13, no. 21, 2020, Art. no. 5698, doi: 10.3390/en13215698.

[4] R. S. Salles and S. K. Rönnberg, “Review of waveform distortion interactions assessment in railway power systems,” Energies, vol. 16, no. 14, 2023, Art. no. 5411, doi: 10.3390/en16145411.

[5] S. A. Assefa, A. B. Kebede, and D. Legese, “Harmonic analysis of traction power supply system: Case study of Addis Ababa light rail transit,” IET Electrical Systems in Transportation, vol. 11, no. 4, pp. 391-404, 2021, doi: 10.1049/els2.12019.

[6] IEEE Power and Energy Society, “IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems, IEEE Std 519-2014,” 2014, doi: 10.1109/IEEESTD.2014.6826459. [Online]. Available: https://standards.ieee.org/ieee/519/3710/. [Accessed Jun. 18, 2026].

[7] K. Kritsanasuwan, U. Leeton, and T. Kulworawanichpong, “Harmonic mitigation of AC electric railway power feeding system by using single-tuned passive filters,” Energy Reports, vol. 8, Suppl. 10, pp. 1116-1124, 2022, doi: 10.1016/j.egyr.2022.05.276.

[8] W. Wang, W. Jiang, H. Yue, X. He, X. Wang, and W. Song, “Active power filter-based low-frequency ripple power suppression of the DC-link in railway traction systems,” IET Power Electronics, vol. 19, no. 1, 2026, Art. no. e70181, doi: 10.1049/pel2.70181.

[9] S. Yousefi, M. M. Hosseini Biyouki, A. Zaboli, H. Askarian Abyaneh, and S. H. Hosseinian, “Harmonic elimination of 25 kV AC electric railways utilizing a new hybrid filter structure,” AUT Journal of Electrical Engineering, vol. 49, no. 1, pp. 3-10, 2017, doi: 10.22060/eej.2016.811.

[10] X. H. Le, T. Nguyen, and D. D. Doan, “The impact of high-speed railway traction power substation technology affecting the power quality: Plan for high-speed railway in Vietnam,” International Review of Electrical Engineering (IREE), vol. 20, no. 2, pp. 111-125, 2025, doi: 10.15866/iree.v20i2.26044.

[11] D. D. Doan, T. Nguyen, and X. H. Le, “Traction power supply for high-speed railway: A case study in Vietnam,” International Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology, vol. 15, no. 4, pp. 1155-1163, Aug. 2025, doi: 10.18517/ijaseit.15.4.20893.

[12] J. E. Chin, R. H. G. Tan, and J. T. Hau, “Design of single-tuned harmonic passive filters for DC electric railway traction power supply system,” in Proc. 2021 Innovations in Power and Advanced Computing Technologies (i-PACT), Kuala Lumpur, Malaysia, 2021, doi: 10.1109/I-PACT52855.2021.9696916.

[13] Electric Power Research Institute (EPRI), “Centralized Dynamic Reactive Power Support for High DER Feeders,” Product ID 3002026474, Project ID 1-117961. Apr. 2023. [Online]. Available: https://restservice.epri.com/publicdownload/000000003002026474/0/Product. [Accessed Jun. 18, 2026].

[14] European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC), “Railway Applications—Supply Voltages of Traction Systems,” EN 50163:2004. Brussels, Belgium: CENELEC, 2004. [Online]. Available: https://knowledge.bsigroup.com/products/railway-applications-supply-voltages-of-traction-systems-3. [Accessed Jun. 18, 2026].

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.15296

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ