城市轨道交通智能化牵引供电系统关键技术概述

为推动城市轨道交通牵引供电系统数字化、智能化、绿色化发展,从技术与管理角度对城市轨道交通智能化牵引供电系统关键技术进行分析,包括系统架构、系统安全、数据管理和技术应用,并在此基础上提出城市轨道交通智能化牵引供电系统的建设方案,为城市轨道交通牵引供电系统发展提供参考。     

突发灾害下城市轨道交通牵引供电系统的适用性分析

牵引供电系统及设备的完整性是列车正常运行的前提保障.以广州"5.22"突发特大暴雨灾害对广州地铁13号线牵引供电系统造成的损坏为例,对受损条件下恢复运营的系统及设备适用性和可行性进行了分析,提出了尽快恢复全线正常供电和牵引供电设备抢险复原的措施及方案,给出了突发灾害下城市轨道交通牵引供电系统保证运营适用性的应急处理思路.     

新一代智慧型牵引供电系统关键技术与应用示范

针对城市轨道交通牵引供电系统存在的系统复杂、设备种类多、再生制动能量浪费等问题,介绍新一代智慧型牵引供电系统及其显著技术特征。新一代智慧型牵引供电系统具备大功率四象限变流、混合式牵引供电、分散式无功补偿、分布式协同吸收、在线智能融冰、故障诊断及剩余寿命预测等多项关键核心技术,并且根据应用需要,主电路可采用多种典型应用方案。最后给出目前在北京、郑州等城市已经取得的一些工程应用成果,为进一步全面推广应用奠定基础。     

光伏发电系统接入城市轨道交通供电系统模式研究

城市轨道交通具有应用分布式光伏发电系统的广阔空间.以上海城市轨道交通为例,开展了光伏发电接入城轨交通供电系统的可行性与并网方式研究.理论计算及仿真分析结果表明,光伏发电接入城轨交通供电系统是可行的.光伏发电系统接入城市轨道交通供电系统具有交流并网和直流并网2种模式.交流并网模式具有控制策略简单成熟的优点;直流侧并网模式通过控制策略优化补偿牵引网电压减少接触网损耗,具有提高城轨交通牵引供电质量和节能的双重作用.     

征稿通知

随着我国城市轨道交通的迅猛发展和高速铁路、客运专线的建设,国内已有20多个城市地铁开通运营,我国轨道交通牵引供电在设计、生产、施工、运营等诸多方面已处于世界领先地位。为提高轨道交通供电系统的技术水平和管理水平,保证供电质量,解决轨道交通和高速铁路设计、施工、运营、维护、管理中存在的一些新技术难题,总结推广综合自动化和继电保护新技术和科技成果,中国铁道学会电气化委员会及牵引供变电分委员会定于2014年9月于南京召开“城市轨道交通、高速铁路牵引供电系统综合自动化系统与继电保护新技术交流会”。本次会议拟就综合自动化系统、继电保护技术和设备、牵引供电电能质量等问题进行广泛交流,为使学术交流更具针对性,特向业内同行征集相关学术论文。     

城市轨道交通供电系统 低碳节能技术发展综述

在“双碳”战略背景下,对城市轨道交通供电系统的低碳节能技术发展方向进行综合论述,给出未来城 市轨道交通供电系统低碳节能技术发展方向的合理建议。首先对目前清洁能源和再生能量利用技术在轨道交通中 的应用情况进行总结,根据已投运线路实测数据,分析光伏发电和再生制动能量利用对节能降碳的作用;针对不 同牵引制式的特点,分别提出基于电力电子技术的新一代城市轨道交通绿色柔性供电系统架构,一方面充分消纳清 洁能源,另一方面通过双向变流器、同相供电等技术提高能量利用率,改善供电质量,最终达到节能降碳的目的。     

城市轨道交通柔性直流牵引供电技术应用研究全文替换

在“双碳”政策背景下，各行业向低碳绿色可持续发展转型。为解决目前城市轨道交通牵引供电系统整流机组二极管不可控、无法动态调配系统能源、不能实现能源高效利用的问题，柔性直流牵引供电系统应运而生。该系统将双向牵引机组与能源管控系统深度结合，牵引所输出电压及外特性可动态调节，通过能源管控系统对牵引用电潮流进行实时、动态管控，实现对各变电所功率配置及交流网络供电质量的优化，提高直流牵引供电能力，优化系统能耗。本文以北京某在建线路为例，探讨了柔性直流牵引供电系统的工程应用方案，可供相关工程参考。     

光伏并网下城市轨道交通供电系统动态运行仿真研究

为分析光伏发电并网对城市轨道交通供电系统运行的影响，提出一种考虑城市轨道交通交直流牵引供电系统及光伏发电并网的动态运行仿真方法。所提仿真方法针对牵引供电系统的直流侧建立数学仿真模型，考虑系统平行多导体传输特性，求解多列车动态运行情况下的牵引变电所功率波动。基于Matlab/Simulink软件建立城市轨道交通供电系统交流侧的仿真模型，并使用三相动态负荷等效城市轨道交通供电系统直流侧牵引变电所的功率波动。基于Matlab/Simulink软件搭建光伏发电并网模块，并建立光伏发电系统并入城市轨道交通供电系统的仿真模型。以常州地铁1号线的线路参数为例，分析了光伏发电系统对城市轨道交通供电系统的潮流参数、网压有效值及网压波动的影响，并对比分析了不同功率、不同并网电流的光伏发电系统接入不同负荷率的城市轨道交通供电系统时的影响。仿真结果表明：光伏发电系统的接入能够有效降低供电系统直流侧对交流电网的功率需求，但也会对城市轨道交通供电系统的电能质量产生影响；随着供电系统负荷率、光伏并网电流及并网功率的增大，光伏发电系统的接入对城市轨道交通供电系统电能质量的影响也逐渐增大。     

城市轨道交通供电系统中压网络的潮流分析

中压网络是城市轨道交通供电系统中的重要组成部分,是维系高压变电系统(主变电所或电源开闭所)与动力照明供电系统、牵引供电系统连接的唯一环节。经济合理地选择、配置中压网络,有利于优化系统供电方案,因而有必要选择一种科学而实用的计算方法,对中压网络进行潮流分析。为此,将电力系统潮流理论引入城市轨道交通供电系统网络设计中,结合城市轨道交通供电系统的特点提出了分析方法,并介绍了工程应用实例。     

基于OOCPN结线分析和反向推理的城市轨道交通牵引供电系统故障诊断方法

基于面向对象的思想和有色Petri网理论,构建库所的令牌,描述城市轨道交通牵引供电系统中组成结点的元件、开关及结点的含源性质,进而建立城市轨道交通牵引供电系统结线分析的OOCPN(Object-Ori-ented Colored Petri-Nets)模型。求解该模型可确定城市轨道交通牵引供电系统的故障域;然后结合专家经验以及牵引变电所综合自动化系统轮询到的保护动作信息,通过反向推理遍历搜索该故障域,对故障元件进行定位;根据专家推理规则以及城市轨道交通牵引变电所内的保护配合关系,判断开关的拒动行为。以城市轨道交通牵引供电系统馈线短路且馈线开关拒动为例进行验证,结果表明:提出的城市轨道交通牵引供电系统故障诊断方法能够实现对故障元件的准确定位和开关拒动行为的判断。     

北京城轨交通牵引供电系统投资控制研究

城轨交通是缓解大中城市交通压力的重要途径,但其造价近年来呈上升趋势。如何有效控制工程造价成为大家关注的热点,也是制约城轨交通可持续发展的关键。此文结合北京城轨交通牵引供电系统,在阐述其投资构成的基础上,分析控制牵引供电系统投资的重点和方式。并通过对在建和已建城轨交通牵引供电系统主要技术经济指标的统计,分析拟建工程是采用DC1500V接触网,还是采用DC750V接触轨更经济、更合理。     

数字孪生技术在城市轨道交通供电系统中的应用场景分析

分析了数字孪生技术在城市轨道交通供电系统的潜在应用方向和技术可行性。基于设备的全生命周期管理需求,分析了数字孪生技术在供电设备的产品设计阶段、制造阶段和运维阶段的应用场景。基于数字孪生技术的城市轨道交通智能供电系统,能够充分发挥数字孪生技术强大的分析处理能力,实现供电设备全生命周期管理及寿命可视管控,实现供电系统运维向状态修转变,从而提升供电系统运维管理能力。     

城市轨道交通牵引供电系统的主接线设计

根据城轨交通牵引供电系统主接线的工程设计原则及运营经验,结合国内外整流机组、开关设备的技术发展,从技术可靠性、运行灵活性及工程投资经济性等方面对国内常用的城市轨道交通牵引供电系统的中压交流侧和牵引直流侧主接线形式进行详细比较和分析,提出了城轨交通牵引供电系统主接线的建议方案。     

城市轨道交通供电设备运维智能管控系统研究

从供电设备运维现状和智能化、精细化管理需求出发,引入预知性维修方法,应用智能传感、大数据、软件集成、人工智能、视频分析、虚拟现实等科学技术,构建一个涵盖"前端监测+后台管理+过程管控"的智能管控体系,实现安全、高效、智能的城市轨道交通供电设备运维管理。     

轨道交通架空接触网防雷综合技术研究

在轨道交通中,牵引供电系统提供列车牵引动力,架空接触网作为牵引供电系统的重要组成部分,向动车组供电授流。轨道交通供电系统一般采用架空接触网授流制式,在轨道交通采用高架桥敷设形式时,接触网系统则成为区域内的相对高点,遭受雷害的几率增加。针对供电系统架空接触网防雷综合技术策略进行研究,分析架空接触网防雷综合技术需重点解决的关键问题,归纳提出了行之有效的技术对策。     

城市轨道交通综合智能运维平台研究与设计

为解决城市轨道交通运维难度大、人工维修经验局限、智能运维水平低等问题，基于物联网、云计算、大数据等新一代信息技术，研究设计一种融合车辆、工务、供电、通信、信号与车站设施设备的城市轨道交通综合智能运维平台。从业务需求出发，对平台技术架构、主要功能、关键技术进行设计和阐述，实现实时监测、资产管理、智能运维及智能决策等功能，对提升运维管理水平和数字化保障能力具有参考意义。     

数字化转型下的城市轨道交通信息化规划总体方案研究

为研究交通强国建设战略部署和新型基础设施建设下的智慧城市轨道交通信息化建设,运用新一代信息技术和信息化体系,从信息化规划总体思路、数字化流程的业务架构、基于云的技术架构方面进行城市轨道交通信息化规划的总体设计和详细阐述,提出数字化转型中面临的关键技术点,为加快推进城市轨道交通企业云化、数字化、智能化转型提供总体解决思路。     

基于剩余寿命可靠度的地铁供电设备预防性维修研究

随着我国城市轨道交通建设的快速发展,对保障地铁车辆正常运行的供电设备的维护检修工作提出了更高的要求,当前地铁牵引供电设备的检修工作主要沿用了铁路系统定期检修的模式,该模式在一定程度上对设备的维护保养做出了积极的贡献,但也存在"维修过剩"和"维修不足"的缺陷。通过对同类设备故障信息的收集,利用最小二乘法获得设备的可靠性函数参数;通过设备剩余寿命可靠度,实现了对地铁牵引变电所内供电设备预防性维修周期的确定;通过建立全寿命周期内的成本函数模型,确定了最优预防性维修次数。结论表明,采用的基于剩余寿命可靠度的预防性维修周期确定方法可动态的调整维修周期,设备全寿命周期内的成本函数模型可直观地说明预防性维修次数的选择原因,该方法对地铁牵引供电设备的维护检修决策有一定的参考价值。     

城市轨道交通车辆选型相关技术因素分析

分析了目前国内运行的各型式轨道交通车辆的技术规格。说明了如何根据客流量对车辆型式进行初步选择,并分析了线路状况、投资能力、互联互通要求及全寿命费用对车辆型式选择的影响。详细讨论了车辆的车体材料、电气牵引及辅助供电系统、车辆制动系统、车门及空调系统等主要系统的选择。