地铁再生能量回馈系统优化配置方案研究

以徐州地铁1号线为例介绍了一种包含中压型能量回馈装置的城轨牵引供电系统仿真方法,对全线直流牵引网进行了潮流计算分析,对直流牵引网的实际影响和再生能量回馈在全线中的容量、位置、数量等进行分析研究,给出再生能量回馈系统的最优配置方案。     

地铁再生制动能量回馈装置框架保护配置研究

对逆变型地铁再生制动能量回馈装置并网方案进行了介绍。通过分析牵引供电系统既有框架保护配置,提出了逆变型地铁再生制动能量回馈装置框架保护的独立配置方案,对该方案下框架保护动作影响范围和框架保护与轨电位限值装置的配合进行了详细分析。     

永磁同步电机牵引系统在成都地铁上的应用优化方案研究

介绍了城市轨道交通行业的节能需求和成都地铁的发展概况,以成都地铁10号线为例阐述了永磁同步电机牵引系统在地铁领域应用的优化设计方案,并分析了永磁同步电机牵引系统在成都地铁的节能经济效益预期。根据仿真计算得出:再生能量充分回馈条件下,永磁牵引列车节能率可达25%～28%。     

城市轨道交通不同牵引供电制式的比较

目前我国城市轨道交通牵引供电制式以DC 1500V上部悬挂接触网为主,有些线路采用DC 750V三轨供电制式。随着城市轨道交通的不断发展,为节能减排提高能效,有必要提高牵引供电电压。近年来城际铁路和地铁的大力发展,使牵引供电技术和动车传动控制技术都得到了极大提高,无论是高铁或地铁动车都采用了先进的交流传动技术,不同的仅是高铁、城际铁路采用单相交流27.5 k V供电,而地铁采用的是DC 1500V供电。从技术上讲地铁也可采用与其上部绝缘净空尺寸相应电压等级的单相交流供电,这无疑是一种节能减排、减少地下杂散电流,又可与高铁、城际铁路线路贯通的新型模式。     

基于列车制动功率的地面式储能系统阈值优化研究

对地面式储能系统与制动电阻联合工作时的阈值设定进行优化研究.以降低再生制动能量的线路损耗与稳定列车受电弓处牵引网压为目标,提出了一种根据列车最大制动回馈功率的阈值优化方法.采用地铁实际线路参数进行仿真,结果表明:阈值优化后,单车制动时再生制动能量回收率得到有效提升;多车制动时列车受电弓处网压得到抑制,避免再生制动失效情况的发生.     

双动力城轨地铁 锂离子电池系统设计

结合锂离子电池在城市轨道交通领域的应用 特点,基于城轨地铁的牵引制动特性,对双动力城轨地 铁牵引动力电池系统进行需求分析。针对具体的北京 西郊线路工况,通过仿真计算,确定在电池系统供电运 行下城轨地铁对牵引动力电池系统的能量和功率需 求。在充分考虑城轨地铁功率和能量需求、轴重限制 和安装尺寸等条件后,选取钛酸锂电池而确定电池系 统配置,并通过计算来验证电池选型和配置的可行性。     

基于DC 750V供电的地铁永磁牵引电机设计

目前在地铁车辆领域主要存在2种供电电压,不同供电电压对电机设计的要求不同,以一台DC750 V供电的地铁永磁牵引电机为例,对其进行关键技术研究,并介绍电机的主要参数与结构,同时进行试验验证。仿真和试验结果证明,该永磁牵引电机性能优越,电机满足装车应用需求。     

地铁司机室射频电磁环境的测量与模拟对比

运用频谱分析仪和高频电磁场强度频率分析仪对运行中的地铁司机室射频电磁环境进行实测,并采用基于有限元法的高频结构仿真软件对2大系统天线和司机室进行建模仿真。对比分析测量数据与仿真结果,并与国际标准中电场强度的职业暴露限值进行对比,评估地铁司机室射频电磁环境的安全性。结果表明:实测得到专用无线通信系统天线和列车自动控制系统天线各自单独辐射作用下,司机室射频电磁环境中的电场强度分布区间分别为0.006~0.109和0.016~0.127V·m-1,对应的仿真结果分别为0.005~0.12和0.015~0.13V·m-1,验证了HFSS软件评估射频电磁环境电磁暴露安全的可靠性;2大系统天线共同辐射作用下司机室内电场强度分布区间为0.01~0.19V·m-1,说明不同系统天线共同辐射作用形成的射频电磁波并不会使司机室内的电场强度发生较大的变化;与国际标准中电场强度的职业暴露限值对比,表明2种辐射源无论是在单独作用下还是在共同作用下,地铁司机室的射频电磁环境都是安全的。     

城市轨道逆变回馈装置运行性能实测与系统节能效果评估

针对广州某地铁线路进行测试,评估逆变回馈装置运行性能与系统节能效果。实测结果表明,随着启动电压从1 720V升至1 770 V,逆变回馈装置稳定牵引网网压效果变弱,最大占空比从26.5%降至6.8%;逆变回馈装置响应时间不足1 s,符合国标规定;分析钢轨电位限制装置(OVPD)动作前后逆变回馈装置电流和钢轨电位变化过程,发现逆变回馈装置无法缓解钢轨电位过高导致OVPD二段动作的问题。分析系统节能效果影响因素,结果表明该线路主变电所存在逆功率,当逆变回馈装置启动电压为1 720 V时,系统全日回馈能量为4 369.2～4 622.7 kWh;随着逆变回馈装置启动电压升高,系统日回馈能量降低。本文研究可为逆变回馈装置选址定容和系统节能效果评估等提供参考。     

考虑冲击限制的地铁列车牵引计算算法

地铁列车牵引计算往往沿用铁路列车的牵引计算方法,忽略了地铁车辆对控制加速度的"缓变式"处理过程,给牵引计算的控制加速度、速度和运行时间计算带来偏差。给出了考虑冲击限制情况下,地铁列车最大能力运行及节能运行时的牵引计算算法,并采用实际列车和线路数据对算法进行了验证。计算结果表明,考虑冲击限制的地铁列车牵引计算算法可以提高牵引计算中列车速度、加速度和时间的仿真精度,使速度和加速度的仿真计算结果更符合地铁列车运行实际,区间运行时间的计算精度可提高2%以上。     

地铁牵引变电所高压直流开关无法合闸故障的处理

介绍了一起地铁车辆段牵引变电所直流开关无法合闸故障的原因分析及处理过程,同时也对地铁高压直流开关所采用的线路测试功能进行了简单介绍.车辆段内接触网安装在户外,易受外界环境影响而产生较大的残压这一情况,在对牵引供电系统电力保护装置功能的设置中应予以充分考虑.直流开关保护装置线路测试中的接触网残压设定值可由300 V修改为450V.     

深圳地铁1号线(续建)车辆牵引仿真计算

介绍了深圳地铁1号线(续建)车辆的牵引性能及仿真计算过程,分析其中需特别考虑的因素,为地铁车辆牵引系统国产化设计提供参考。     

基于LabVIEW的地铁车辆控制单元软件测试系统

介绍了地铁车辆控制单元软件测试系统的结构组成和LabVIEW程序实现。以广佛线为例,给出了AW3载重、网压1500V条件下,牵引力和速度在一段时间的测试波形。测试结果表明,牵引力对速度的特性与牵引计算报告一致,从而验证了VCU软件的牵引控制部分逻辑正确。     

西安地铁2号线牵引供电制式的选择

作为首次修建地铁的城市,其车辆及牵引供电制式选择是非常重要的环节。在西安地铁2号线车辆牵引供电制式选择上从线网角度出发,充分考虑城市特点,按受控因素先后顺序进行技术经济比较,提出了全线采用DC1 500 V架空接触网的方式。     

长沙地铁1号线永磁同步牵引列车能耗分析

介绍长沙地铁1号线列车能耗记录以及能耗数据统计和分析,对长沙地铁1号线永磁同步牵引系统列车的牵引能耗、再生能量和总能耗与异步牵引系统的列车进行对比,并从永磁电机结构上分析其节能原因,最后探讨永磁同步牵引系统的经济效益和未来发展趋势。     

地铁车辆牵引变流器的噪声测试及仿真分析

针对某地铁车辆牵引变流器噪声超标问题,通过开展噪声测试获得牵引变流器在不同工况下的噪声频谱特性,基于统计能量分析法建立牵引变流器的噪声仿真模型,分析子系统的能量分布和不同测点的声功率级,并提出加附吸声材料的优化方案。结果表明,风机通过频率及其产生的气动噪声是构成牵引变流器噪声的主要来源;柜体6个面中,靠近出风口的底面噪声最大,其次为靠近进风口的顶面噪声;与测试结果相比,基于统计能量分析法的噪声仿真误差在3%以内,噪声仿真在中高频具有较高的精确度;采取加附吸声材料的优化方案,可降低声功率3.7 dB(A),达到主机厂的噪声指标要求。噪声测试与仿真分析的方法可为牵引变流器产品的噪声性能优化设计提供指导。     

地铁列车再生制动对牵引网电压影响的研究

过去地铁列车制动主要采用车载电阻制动,这种传统的制动方式会造成能量浪费,并且制动时还会产生大量的热,导致隧道内环境温度升高。近几年地铁列车普遍开始采用再生制动,但再生制动产生的电能不能被完全吸收利用时,多余电能会引起直流牵引网电压迅速升高,使得用电不安全。为了使再生制动产生的多余能量能被吸收,并且牵引网电压稳定,引入了逆变回馈系统,通过仿真软件MATLAB/SIMULINK验证当地铁列车再生制动装置投入使用时牵引网电压的变化以及牵引电机运行状态。     

地铁牵引网短路电流特征分析与仿真

近年来,地铁牵引网短路电流中的震荡与超调现象对已有的牵引供电系统故障模型提出了挑战。通过分析地铁牵引网故障波形、短路试验波形和地铁列车试验记录,建立了包含地铁车辆的地铁牵引供电系统的仿真模型,获得了与短路试验和运行记录一致的仿真结果,揭示了震荡与超调的产生原因。     

基于双向变流装置的城市轨道牵引供电系统潮流计算

基于双向变流装置输出外特性,分析电压调整率与下垂率的关系;以电压源换流器模型为基础,建立考虑下垂输出外特性的双向变流装置计算模型;采用交直流一体迭代潮流算法,进行含双向变流装置的城市轨道牵引供电系统潮流计算。以某地铁工程为例,列车采用6B编组,最高时速为80km·h^-1,研究双向变流装置下垂率和空载电压对峰值功率、牵引网网压和钢轨电位的影响。结果表明:随着输出外特性中下垂率的增长,双向变流装置峰值功率需求降低,但牵引网网压波动加剧,钢轨电位提高;当空载电压在1 500~1 650V范围内、下垂率为0.055~0.06时,全线牵引降压混合所整流工况的峰值功率最大在7 146~7 320kW之间。在实际工程中,应选取适当的下垂率和电压调整率,允许部分功率跨区间传输,以降低双向变流装置的安装容量,同时兼顾牵引网网压和钢轨电位的控制需求。     

地铁隧道内敷设高压电缆的工频磁场特性分析

分析地铁隧道内敷设的220 V高压电缆对地铁电力、通信与信号等设备的工频磁场影响。首先,采用有限元法建立地铁隧道内敷设的220 V高压电缆及隧道结构的二维仿真模型,分析电缆正常工作和发生故障运行时的磁场分布,以及对通信线路、直流牵引供电线路、钢轨等产生的感应电动势波形及影响;然后,提出相应的工频磁场削弱方法,并进行二维有限元仿真分析。结果表明,采用隧道电缆排列和屏蔽设计可有效地减少工频磁场对公共地铁隧道的干扰。为了验证分析结果的正确性,对实际隧道内220 V电缆的磁场进行了测量,测试结果与仿真结果一致。