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。     

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。     

一种基于快扫描的牵引供电系统运行仿真方法

基于Matlab建立了一种城市轨道交通直流牵引供电系统的仿真方法,采用快扫描的方式不断地对仿真模型进行参数修改和调用,完成了对直流牵引供电系统的仿真。该方法不仅对牵引计算进行了统筹考虑,基于最快牵引策略进行了牵引计算,而且建立的牵引变电站的仿真模型是基于新型能馈式脉冲整流器,为城市轨道交通的新建和扩建提供了一种分析方法。     

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。     

地铁牵引变电站负荷运行特性分析

根据城市轨道交通1号线直流牵引供电系统部分供电区段内频繁出现的I_(max)保护动作问题,以牵引站用电量为分析依据,对变电站之间的牵引供电输出能力的匹配性数据进行了测试和分析,针对站间供电输出能力的不平衡问题进行调整,并对调整后的部分数据进行了测试和对比;有效地解决了直流牵引供电系统存在的部分车站输出能力不足的问题,提高了线路供电系统的安全性和可靠性。     

新型能馈式牵引供电系统短路仿真

建立新型能馈式牵引供电系统的仿真模型,分别对牵引网直流侧近端短路和远端短路、交流侧两相相间短路进行仿真,对短路时电压电流的动态特性进行分析,提出给直流侧支撑电容串电阻来限制短路冲击电流的方法,并通过仿真进行验证,为新型能馈式牵引供电系统的保护特性选择以及牵引变电站容量和参数的设计提供参考依据.     

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.     

直流牵引供电系统电感参数及短路电流计算分析

直流牵引供电系统短路计算是城市轨道交通供电设计中的关键过程,本文通过设计资料和实测数据构建了牵引供电回路中电气参数的计算模型,得到一种城轨牵引供电系统直流短路计算工程模型,对模型中的等效电感参数进行详细分析,推导出模型中等效电感及时间常数T随短路电流和短路位置点变化的规律,并通过现场实测验证了该模型的正确性,为城市轨道交通直流牵引供电系统设计提供参考。     

含逆变回馈装置的城市轨道交直流混合潮流计算

城市轨道交直流混合潮流计算对逆变回馈装置的供电系统设计有着重要的意义。通过建立整流机组潮流计算模型及逆变回馈装置的电压源型换流器模型,提出了一种考虑逆变回馈装置工作电压投切策略和控制方式的城市轨道交直流交替迭代潮流计算算法,将日回馈能量指标作为逆变回馈装置节能效果的评估指标。以实际供电系统工程为例,对线路上多列车进行仿真,分析牵引网网压和牵引变电所负荷过程,计算再生制动能量在邻近列车和逆变回馈装置之间的分配以及反馈能量在交流供电系统中的分布,研究逆变回馈装置不同启动电压和发车间隔对节能效果的影响。     

基于多折线外特性模型的直流牵引供电系统稳态短路计算

直流牵引供电网络故障分析对城市轨道交通牵引供电系统设计有着重要的作用.针对整流机组,采用多段折线的外特性模型,使用变化理想电压源、内阻的戴维南等效电路模拟,并通过迭代的方法确定短路时的工作区间.建立了包括杂散电流收集网在内的供电系统仿真模型,可较准确地仿真短路时各整流机组负荷以及接触网、钢轨与杂散电流收集网电位等的变化情况.     

直流牵引网稳态短路电流计算

城市轨道交通短路故障的分析与计算是提高牵引供电系统安全运行能力及相关保护与控制技术的基础。首先建立精确的直流牵引供电系统模型,将整流机组等效成带内阻的电压源,建立等效模型并利用整流机组的外特性计算稳态短路电流。     

城市轨道交通排流装置与钢轨电位限制装置并柜建模分析

介绍了城市轨道交通直流牵引供电系统结构,并建立了包含排流装置与钢轨限制电位装置(OVPD)的直流牵引供电系统仿真模型,分析了上述2个装置动作时对系统杂散电流与钢轨电位的影响。其研究结论可为排流装置与OVPD并柜建模与规律分析提供基础。     

城市轨道交通供电系统仿真软件开发研究

讨论了城市轨道交通供电系统仿真软件开发的原则,对软件所涉及的主要元件如整流器、机车、接触网等分别建模.采用交直流混和潮流计算,能动态反映交流系统、直流系统、机车系统的相互影响.改进了地网络模型,考虑了地质结构对轨道电位、杂散电流的影响.     

城市轨道交通电力监控系统的技术发展趋势

随着计算机应用技术和通信技术的发展，城市轨道交通的电力监控综合自动化系统可以借助于城市轨道交通内部独立的通信系统。通过变电所综合自动化系统对城市轨道交通牵引供电系统的各种电压、电流、交流、直流等设备的运行进行监控和管理。通过电力监控综合自动化系统。可以使调度中心及时掌握各个变电站的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况。并迅速进行处理，使牵引供电系统的管理科学化、规范化，并且还可做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。     

多区间多列车动态杂散电流建模分析

城市轨道交通普遍采用直流牵引供电系统,多变电所多列车并列运行,线路上所有变电所均有可能向各列车供电。针对多区间多列车杂散电流动态分布,建立了多电源叠加的杂散电流分布模型,仿真分析出全线杂散电流、钢轨电位、排流网对地电位等相关参数随时间、位置的变化。所提出的仿真模型及结果可有效应用于直流牵引供电系统回流参数动态规律分析。     

城市轨道交通直流牵引供电系统的运行仿真

讨论了城市轨道交通直流牵引供电系统的运行仿真数学模型和计算方法。运行仿真基于节点导纳矩阵方程的迭代求解,采用了LU三角分解法。运用BorlandC Builder6.0编制了仿真程序,并结合北京地铁1号线给出了仿真计算结果。     

城市轨道交通直流自耦变压器牵引供电系统

现有城市轨道交通直流牵引供电系统普遍采用走行轨回流,存在危害性很大的长时间迷流,且防不胜防。提出一种新的直流牵引供电系统,即直流自耦变压器(DCAT)牵引供电系统,能很好地解决轨道电位和迷流问题。以传统的直流牵引供电系统为基础,增加由电力电子开关和直流电容器构成的DCAT及回流线,构成DCAT牵引供电系统。分析表明,DCAT牵引供电系统不仅能解决轨道电位和迷流,还可兼作储能装置,将列车再生制动时的能量回收再利用,同时,在线路绝缘耐压和车辆供电电压不作任何改动的情况下,DCAT牵引供电系统牵引网的电压是传统直流牵引供电系统牵引网电压的2倍,可大大减少线路的电压损失和线路损耗,从而进一步提高能源利用效率。     

城市轨道交通直流牵引供电系统再生制动能量利用对钢轨电位的影响

针对城市轨道交通直流牵引供电系统中杂散电流泄漏腐蚀和钢轨电位限制装置频繁动作的问题,对直流牵引供电系统再生制动能量利用给钢轨电位的影响进行了分析.建立了多列车动态运行过程中杂散电流和钢轨电位分布模型,仿真分析了杂散电流和钢轨电位的分布规律,并将其和列车功率的分布进行对比,得出了列车再生制动能量远距离利用量越大,钢轨电位增加越多.通过列车制动电流的利用量以及杂散电流最大值、钢轨电位最大值的对比分析,进一步验证了所提方法的正确性.     

城市轨道交通装备试验线感应电压抑制技术研究

结合城市轨道交通试验线和交流电气化试验线牵引网数学模型与过电压产生机理,通过软件仿真与实测数据分析,设计提出感应过电压抑制技术方案和感应过电压抑制装置。感应过电压抑制技术可降低交流牵引网对直流牵引供电系统和城市轨道交通试验线电磁感应的影响,保证直流牵引供电设备、地铁车辆的安全,使交流机车和城市轨道交通车辆试验互不干扰、安全可靠有序,对城际铁路与城市轨道交通的规划设计和运营管理具有借鉴和指导意义。     

超级电容在地铁制动能量回收中的应用研究

针对机车启动、制动对直流母线电压的影响,提出一种基于超级电容的储能装置,该装置通过双向DC-DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动过程的暂态能量,分析了超级电容储能系统充放电控制策略,搭建了一个750V直流电气化铁路仿真平台,仿真结果验证了超级电容储能系统能够维持直流母线电压稳定,有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和避免再生制动能量的浪费。