基于列车传动系统的24脉波整流供电系统仿真研究

建立了基于列车传动系统的24脉波整流供电系统仿真平台,对城轨24脉波供电整流机组移相原理进行分析和建模,将基于SVPWM三电平逆变器供电的矢量控制牵引传动系统作为负载,模拟仿真了在理想电源供电和24脉波供电时电机的运行情况。同时,对列车各种运行状态下电网的谐波和直流侧电压进行了分析。仿真结果表明,24脉波供电性能良好,联合仿真平台能有效地分析交流侧、直流侧及列车运行之间的相互影响。     

地铁列车在不同工况下的网侧电流谐波分析

建立了24脉波整流供电系统和牵引传动系统的联合仿真模型,基于Matlab/Simulink仿真软件实现了24脉波整流机组、三电平牵引逆变器和三相异步电机的联合仿真。介绍了24脉波整流供电系统的谐波特性,以及列车在起动、制动、加载等不同工况下的网侧电流谐波特性。仿真结果表明,在列车运行状态改变,甚至是突变时,网侧电流所受影响较大,谐波会随之增大,谐波受到负载大小和运行状态的改变程度等因素的影响;在再生制动工况下,谐波含量远高于其他牵引工况,而且以低次谐波为主。     

城轨交通整流机组空载直流输出电压的计算

本文分析了城市轨道交通牵引供电系统中整流机组等效24脉波的产生过程,提出了整流机组空载直流输出电压与整流变压器阀侧空载线电压的电压比,以及应根据整流机组空载直流输出电压波形的计算方法。     

直流牵引供电系统稳态短路分析

直流系统的短路计算是一个复杂的过程,既与交流系统有关,又要对整流电路进行分析,同时还要兼顾直流供电网络的供电模式,以往都是采用仿真计算。采用解析法分析直流供电系统稳态短路计算,引用戴维南电路定理,建立直流牵引供电回路等效电路,分析三相桥式整流电路及十二脉波整流电路外特性,对其进行线性化处理;并给出不同系统短路容量时直流母线稳态短路计算结果报表,用以作为其他轨道交通工程供电系统设计的参考。     

城轨24脉波整流器的有源滤波器研究

谐波的存在严重威胁电力系统的稳定性和可靠性,对城市轨道交通的安全运行有一定影响。现在轨道交通普遍采用24脉波整流机组,介绍24脉波整流机组的原理及变压器连接方式,分析其谐波特点。对有源滤波器的原理和谐波电流检测方法、控制算法进行说明。最后建立仿真模型,研究有源滤波器对24脉波整流机组非特征次谐波的补偿作用。     

城市轨道交通24脉波整流机组的研究

分析了城市轨道交通牵引供电系统中24脉波整流机组的接线方式和工作原理,并应用Matlab／Simulink软件建立整流机组的仿真模型,分析其运行特性。在该基础上,解释了采用24脉波整流在消除谐波对电网不利影响中的作用,从而为地铁牵引供电系统的研究提供参考。     

直流牵引变电所在供电系统运行仿真中的建模

讨论了直流牵引变电所在供电系统运行仿真中的建模问题。直流牵引变电所主要由整流变压器和硅整流器构成。在进行直流牵引供电系统的运行仿真时,将其按戴维南电路建模,其等效内电阻和理想电压源由交流电源和整流机组的参数以及负载情况决定。本文给出了12脉波整流机组的计算实例。     

城市轨道交通牵引供电整流机组的技术探讨

城市轨道交通牵引供电系统由牵引变电所和牵引网组成,牵引变电所的主要设备是整流机组,整流机组由牵引变压器与整流器组成。整流机组网侧谐波电流是电力系统主要的谐波源之一。为减少谐波电流对城市电网的影响,我国城市轨道交通牵引供电广泛使用24脉波直流电源。具体探讨与研究了24脉波整流机组作用、结构、整流原理和保护。     

新型城市轨道直流牵引供电系统研究

针对城市轨道牵引供电系统中供电臂末端电压偏低、供电距离短等问题,提出了通过改进原有直流牵引变电站24脉波整流机组输出电压,再通过Buck电路降压至牵引供电所需电压,并在两所变电站的中点增设一组由PID控制电路控制的Buck变换装置给牵引负荷供电,从而达到提高供电臂末端电压和延长供电臂的目的。在提出设计原理的基础上基于Matlab/Simulink搭建仿真模型,通过比较原有直流牵引供电系统和新型直流牵引供电系统的供电能力,从理论上验证了该方案的有效性,为今后的城市轨道牵引供电系统的设计提供参考。     

地铁直流牵引供电12脉波整流机组运行分析及改造

基于提高牵引供电系统稳定性和可靠性这一目标,以西安地铁2号线渭河车辆段为例,对12脉波牵引供电方式的可行性进行了理论分析和电客车联调测试,验证了12脉波运行方案的可行性。在此基础上提出了整流机组联跳功能改造方案。对非正常情况下单台整流器运行提供了理论和实践依据。     

地铁无功功率补偿优化策略

目的：为了解决因系统功率因数降低导致的无功返送问题，需研究地铁无功功率补偿优化策略，重点研究地铁牵引供电系统在集中式无功补偿背景下的SVG(静止无功发生器)容量设计问题。方法：以广州某地铁线路为例，在该地铁线路运营初期，对某牵引降压混合所(以下简称“牵混所”)整流机组高峰时段和低谷时段的负荷过程进行实测分析。基于城市轨道交通直流牵引供电仿真平台及列车实迹运行图，通过交直流交替迭代潮流计算，将该牵混所整流机组负荷过程的仿真结果与实测结果进行对比，验证了所提算法的有效性。在满足PCC(公共连接点)处功率因数要求的前提下，提出SVG无功补偿容量设计方法。综合考虑测试线路初期、近期、远期行车计划，对该线路每个时期的高峰、低谷及非运营时段进行供电仿真，并计算所需补偿的无功功率。根据无功补偿优化策略，给出SVG的安装容量。结果及结论：算例线路中主变电所MSUB2左变压器35 kV侧SVG所需补偿的无功功率最大值为7.19 Mvar,其右变压器35 kV侧SVG所需补偿的无功功率最大值为2.81 Mvar。考虑10%左右的裕度，对SVG进行设备选型，则MSUB2的左、右变压器35 kV侧SVG的安装...     

地铁供电系统脉波整流对系统谐波影响

地铁供电系统大量采用可控硅整流设备和非线性负荷投入,在交流侧产生大量的谐波电流注入电网,影响公用电网的供电质量。通过对地铁牵引供电系统谐波分析,给出谐波电流计算方法,求解出各脉波整流机组注入电网谐波电流,通过对各脉波整流机组注入电网的谐波电流进行比较研究,得出整流机组脉波项数对注入电网谐波电流的影响。在此基础上,提出增加整流机组脉波项数抑制谐波的解决方法和措施。     

广州地铁1号线谐波测量及分析

介绍了在不同运行方式下，广州地铁1号线供电系统110KV侧的谐波测量结果，并对测量结果进行了分析。指出广州地铁1号线供电系统中主要存在11次、13次谐波电流。在目前负荷水平不高的情况下，在滤波器退出运行时，其谐波电流尚未超过国际限制值；但在未来高峰负荷期间，需将滤波器投入运行。另外，还介绍了在广州地铁1号线挂网试运行的24脉波整流变压器对改善地铁供电系统谐波的情况。最后说明需经理论分析、计算及经济比较后，方可决定是否采用滤波器或24脉波整流变压器来抑制地铁系统的谐波。     

基于FPGA软件的非接触供电列车运行模拟分析

非接触式供电是轨道交通未来重点发展的新型牵引供电技术之一.以掌握非接触供电列车的核心控制技术及其与电源基站的匹配关系为目标,搭建实时仿真平台对非接触供电列车进行运行模拟分析.针对非接触供电系统供电电源的高频特性,提出基于FPGA(现场可编程门阵列)软件的高速仿真方案,分析基于特定线路条件下,列车在牵引、制动、惰行等不同工况下的运行控制策略,并考虑在列车设计中加入储能单元,进行节能优化方案设计.仿真分析结果可为非接触供电系统的电源基站设计和系统配置提供参考依据.     

高速列车牵引传动系统综合仿真平台的分析与设计

本文介绍CRH2型高速列车牵引传动系统结构和工作原理,对基于多学科协同仿真的高速列车综合仿真平台进行分析和研究。利用支持UML的Rational Rose工具进行完整的系统需求分析,介绍仿真平台的组成及各部分功能,提出基于HLA-RTI和反射内存网的混合网络系统架构,并基于该平台对CRH2型高速列车进行综合仿真试验,验证仿真平台的有效性。     

城轨供电双线圈接入式中压能馈系统研究

城市轨道交通车辆再生制动能量的有效吸收利用是牵引供电技术发展的一个重要课题。本文提出了一种新型城轨供电双线圈接入式中压能馈系统,逆变回馈装置从整流变压器1 180 V侧双线圈接入供电系统,制动能量通过整流变压器回馈到35 k V中压电网,从而实现节能效果。本文主要从能馈型再生制动装置方案设计出发,着重介绍了系统的数学模型、控制策略及控制逻辑等内容。为验证方案可靠有效,利用Matlab/Simulink仿真平台搭建仿真模型,重点对共用整流变压器方案时1.8 MW间歇循环峰值时直流母线电压波形,整流支路电流波形,能馈系统回馈效率,交流侧AC 35 k V相电压、相电流、功率因数及谐波这几个方面进行分析。仿真结果表明:该方案能可靠稳定的实现能量回馈功能,能馈过程中各性能指标良好,对整流机组的正常运行没有影响。     

城市轨道交通整流机组几个参数的分析与计算

分析牵引整流系统中理想空载整流系数、额定空载整流系数与整流脉波数的关系,牵引整流变压器阀侧与网侧容量的关系、阀侧电压的选取及额定直流电压调整率的计算,讨论直流负载临界电流的计算方法及与牵引整流变压器阻抗参数的关系。     

高速列车牵引传动系统协同仿真研究及软件设计

为完善高速列车耦合大系统仿真平台,开展三电平牵引传动系统全速域动态仿真建模和协同仿真软件设计的研究。基于牵引传动系统主电路的拓扑结构和三电平逆变器的工作原理,设计用作列车中速区的同步7脉冲和同步5脉冲SVPWM算法,以提高列车中速区SVPWM算法的谐波性能;在此基础上,采取用MATLAB/SIMULINK软件建立牵引传动系统全速域动态仿真模型、用VC++软件编制交互界面和数据可视化等上位机程序的混合编程方法,实现高速列车牵引传动系统与运行控制系统间的协同仿真;在不同仿真模式、不同运行工况下对设计的算法、模型和编制的协同仿真软件进行验证。结果表明:能够实现在闭环控制下不同同步脉冲调制间的平滑切换,可较好地反映高速列车牵引传动系统的实际运行情况,满足协同仿真的设计要求。     

城市轨道交通牵引供电系统48脉波整流技术研究

我国城市轨道交通牵引供电系统一般采用24脉波整流技术，减少了5、7、11、13次等特征谐波，但整流产生的23、25次特征谐波仍存在。单一的整流变电所产生的23、25次整流谐波对供电电网造成的危害不大，但一条地铁或数条地铁线路网联合产生的整流谐波可能会造成谐波含量超标。本文提出了48脉波整流技术，能够有效降低系统23、25次谐波，提高了电网电能质量。     

基于外延三角形接线的24脉波整流变压器分析

针对轨道交通供电系统的谐波问题,提出利用24脉波整流变压器是从根本上解决谐波的最好方式之一.详述了谐波的大小和整流的关系,从理论上解释了采用24脉波整流的意义.在此基础上,分析了24脉波整流变压器的工作原理,重点分析了移相7.5°的原理与接线方式.研究了如何选取外延匝数的理论公式,并指出其存在的问题.分析了24脉波整流各相序的电压矢量图,画出了24脉波的输出波形图.