新型牵引供电系统中MMC变流器环流无源抑制策略

为解决现行电气化铁路牵引供电系统中过分相和电能质量低等问题,介绍一种新型牵引供电系统。利用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在电网和接触网之间构建直流网络,由于MMC桥臂之间电压不等,导致内部产生相间环流影响系统运行。本文从能量控制的角度出发,提出一种环流无源抑制策略。建立dq坐标系下的相间环流EL模型,根据无源控制理论证明环流具有无源性;通过注入阻尼的方法,选取适当的无源控制规律,让系统能量实际值快速收敛于期望值。利用PSCAD/EMTDC仿真平台建立三相—单相新型牵引供电系统模型,结果表明:通过改变投入状态的子模块个数来控制能量,使上、下桥臂电压之和趋近于直流电压,达到抑制环流的目的。     

基于单相H桥型MMC高速铁路新型同相供电系统

为解决我国高铁V型牵引变电所的以负序为主的电能质量问题,本文提出一种基于单相H桥模块化多电平换流器（SPH-MMC）的新型同相牵引供电系统结构,由V型接线变压器（TT）和统一潮流控制器（UPFC）组成。建立了该新型同相供电系统数学模型,分析了其拓扑结构工作原理;基于平衡补偿原理,提出了一种改进后的有功电流分离的电流检测方法及其控制策略,包括系统级控制指令电流的生成、直流电容电压均衡控制、基于PR调节器的二倍频环流抑制和子模块故障容错控制;最后通过实例验证了该控制策略的有效性和系统的性能。结果表明,与传统的同相供电系统相比,基于SPH-MMC的高速铁路新型同相供电系统能够很好地实现电能质量补偿。     

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。     

基于斯科特变压器的新型同相AT牵引供电系统

针对电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡造成各供电区段需要用分相绝缘器分断,从而制约了高速、重载铁路的发展,提出了一种基于斯科特变压器的新型同相AT牵引供电系统,阐述了平衡变换原理及控制和补偿电流实时检测方法,仿真证实该文提出的平衡方式、检测与控制方法是正确的,同相供电系统方案切实可行。     

基于PSCAD的牵引供电系统仿真研究

介绍了电力系统仿真计算程序PSCAD的特点,基于PSCAD建立了电气化铁道牵引供电系统的仿真模型库,利用该模型库可以对不同接线形式的牵引变压器、不同的供电方式和电气化机车进行各种稳态和暂态仿真研究。本文根据所建模型实现了普通铁路和高速铁路牵引供电系统在直供带回流和AT供电方式下的数字仿真,以计算在不同的系统短路容量和变压器容量和变压器类型下,接触线和钢轨的电压分布,并将仿真结果与解析法的计算结果进行了比较。研究表明,本文建立的电气化铁道牵引供电系统仿真模型库具有高度的灵活性和较高的精度,可以满足工程要求。     

基于PSO-LSSVM的牵引供电系统故障诊断研究

为了提高列车运行稳定性,针对牵引供电系统故障诊断进行研究。根据牵引供电系统工作原理和特性分析故障现象与发生原因,提取用于故障诊断的特征信号;建立基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,简称PSO)优化最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,简称LSSVM)的故障诊断模型,并使用主成分分析(Principal Component Analysis,简称PCA)算法提取数据特征作为故障诊断模型的输入来降低输入维数;使用多种故障诊断模型进行对比分析。研究结果表明:经过PCA算法提取特征的PSO-LSSVM故障诊断模型具有较高的识别效率和识别准确性。     

牵引供电系统二次设备防雷保护研究

针对铁路牵引供电系统二次回路防雷问题进行研究和分析,提出在所用变压器、交直流电源回路、UPS电源回路、弱电回路等应采取分级防护方案以防过电压。     

新型牵引供电系统的改进下垂控制策略

为解决目前交流电气化铁路中存在的电能质量和过分相问题,研究了一种基于MMC-MTDC的新型牵引供电系统。针对负载频繁变化引起网侧功率出现较大超调现象,提出了一种基于PI控制器的改进下垂控制策略,该策略兼顾了稳定直流电压和改善功率流两个方面,并对该控制策略的稳态和暂态特性进行了分析。针对单相MMC存在的二倍频环流会引起直流侧电压和功率的二倍频波动,同时对网侧功率波动造成影响的问题,采用比例复数积分(PCI)控制器设计了同时适用于三相和单相MMC的环流抑制器。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建详细仿真模型,模拟牵引供电系统的运行工况,验证所提控制方法的有效性。     

新型牵引供电系统保护装置的软硬件设计

研究了一种新型城轨交通牵引供电系统直流保护装置,对其硬件和软件进行了设计,并完成了保护逻辑的试验。从试验结果可以看出保护逻辑时序正确合理,完全满足工程实际的需要。     

基于储能的非电气化铁路新型牵引供电系统架构及关键技术

为解决非电气化铁路采用110 kV/220 kV强网传统方案构建电气化铁路牵引供电系统难度大、成本高的问题,提出一种基于储能的以风、光等新能源为主体的新型牵引供电系统。分别从储能技术类别、工作原理、数学模型和典型应用等方面对新型牵引供电系统进行总结,阐明适配新型牵引供电系统的储能技术属性,阐述新型牵引供电系统内涵、特征和形态,并建立新型牵引供电系统的电气拓扑、测控平台、监控网络和管控逻辑架构;面向新型牵引供电系统源-荷随机强波动特征,从整体视角论述组分相互作用机理、系统稳定运行机制、能量流均衡机制和系统效能涌现机理,以及规划与优化配置、电能高效变换、能量自洽调度、效能评估和性能保持等关键技术。结果表明：建立基于储能的非电气化铁路新型牵引供电系统,可实现非电气化铁路的绿色低碳、弹性自洽、经济高效的电气化升级;为后续开展“理论研究-仿真验证-试验验证-评估优化”循环迭代的闭环研究提供参考借鉴。     

利用电力电子技术构建的新型牵引供电系统

由于当前牵引供电系统结构的特殊性,存在着谐波、无功、负序、通信干扰、"过电分相"等其自身无法解决的问题.其中"过电分相"还对高速铁路的安全、可靠运行构成了威胁.文章提出了利用电力电子技术和不同接线方式的变压器以及AT牵引网构成的新型牵引供电系统.新系统采用了AT供电方式,具有综合经济技术性能优越的通信防护效果,利用电力电子技术滤除了谐波、补偿了无功、消除了系统不平衡,实现了同相供电,解决了过电分相问题.分析仿真证实新型牵引供电系统不但可以解决当前牵引供电系统所存在的问题,且可以提高供电的质量与效率,增强供电的可靠性与安全性.     

走进中国高速铁路(六)——高速铁路牵引供电系统

牵引供电大系统 说到电,我们很自然就联想到家里的电视、冰箱、洗衣机,想到小区的配电室,想到矗立在夕阳中的高高铁塔,想到高耸入云的避雷针,想到变压器,这些就是我们熟悉的为我们日常生活和工作提供电源的民用供电系统.     

高速铁路智能牵引供电系统研究

智能化是未来高速铁路牵引供电系统的发展趋势,但目前智能牵引供电相关技术并没有得到广泛应用。传统牵引供电系统依旧存在数据采集分散凌乱,各系统之间缺乏信息共享等问题。研究智能牵引供电系统和智能牵引变电所的总体架构与特点,分析智能牵引供电相关设施的关键技术与方案。针对智能牵引供电系统在信号采集和传输方式的变革,提出智能牵引供电系统的测试与评估方法,对于智能牵引供电系统的建设和检测验收具有一定的参考作用。     

牵引供电系统实验问题研究

对牵引供电系统实验的理论和实际问题进行了研究，包括三相变压器接纯电阻负荷时的电压损失、三相变压器极性的测定、吸流变压器极性反接后投入运行的物理行为、自耦变压器基本设计参数的确定等。还叙述了获得的结论和改进的措施以及提出厂扩大实验项目的建议。     

基于DDRTS的直流牵引供电系统短路模型研究

根据三绕组变压器模型与分裂式变压器模型之间的电气关系建立整流机组的等效电路模型,根据多导体系统的分布特征建立牵引网等效电路,并对直流供电系统中各部分电路的电气参数进行计算,在此基础上利用DDRTS软件建立实际工程中的系统短路模型,最后根据实测数据与仿真数据的对比验证模型的准确性,对直流牵引供电系统的研究、故障分析以及保护整定具有实际意义。     

海内外基于牵引供电系统的电力供电方案研究

根据海内外铁路电力供电系统现状的调研结果,对接触网取电分布式供电、牵引变电所取电分布式供电、交直交电源设备集中式供电及与牵引变电所合建变电所供电4种电力供电方案进行了综合分析、对比,建议优先采用与牵引变电所合建变电所供电方案。     

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.     

牵引供电系统故障的基于模型诊断方法研究

针对现有专家系统在牵引供电系统故障诊断中的不足,提出将基于模型诊断(MBD:Model-based Diagnosis)方法应用于牵引供电系统的故障诊断中。用基于模型的方法对接触网、正馈线、母线等牵引供电系统各个组成部分建立以电压、电流量为变量的两层抽象模型。以京津城际永乐段仿真故障为例,详细描述了诊断过程中最小冲突集识别、诊断候选获取以及故障匹配等关键步骤的实现方法,其诊断结果表明基于模型诊断方法能快速诊断出系统故障。同时提出一种测量装置故障时的解决方法,实验结果表明当测量装置故障导致测量数据错误时,诊断系统仍能快速诊断出系统故障。     

基于有源滤波器和AT供电方式的新型同相牵引供电系统

2台YN,d接线变压器十字交叉构成的AT牵引供电系统,接线复杂,变压器容量利用率低,相邻供电区段必需用分相绝缘器分断,不利于高速铁路运行。由1台YN,d接线变压器加四桥臂有源滤波器构成的新型同相AT牵引供电系统,可以实现同相供电,取消分相绝缘器;可以节省变压器,原边中性点可方便接地;在有源滤波器的作用下,可以实现消除三相不平衡、动态滤除谐波和补偿无功,使变压器容量得到充分利用;由于采用了AT供电方式,因此可以获得综合经济性能优越的通信防护效果。仿真实验也证实了这一点。