《电气化铁道》2023年第34卷1—6期总目次

随着城市轨道交通智能化的发展，既有城市轨道交通供电系统设计标准已不能满足智慧城轨的建设需求，需要对标准体系进行重新规划和研究。本文研究了国内外智能电网和国内铁路智能牵引供电系统的标准体系，结合城市轨道交通供电系统特点，提出了智能供电系统标准体系框架及系统标准的研究方向，以推进城市轨道交通智能供电系统的建设。     

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。     

固态变压器在城市轨道交通动力照明供电系统的应用

从城市轨道交通动力照明供电系统特征和最新发展需求出发,基于固态变压器控制功能多样、灵活、体积小等优势,设计了基于固态变压器的新型城市轨道交通动力照明供电系统,分析了该供电系统的不同运行模式及固态变压器控制策略,实现了动力照明负荷交直流分区和交直流电源混合供电,并通过仿真验证了该供电系统的可行性与有效性。     

城市轨道交通供电设备智能运维系统

随着城市轨道交通网络化运营时代的到来,智能运维已成为未来的发展趋势.基于城市轨道交通供电系统对设备运行管理、在线状态监测、远程故障诊断以及数据分析的需求,设计了一种融合多种运维平台、智能控制技术和现代大数据分析的供电设备智能运维系统.该系统集设备状态实时感知预警、设备全寿命管理、生产业务管控流程、专家分析为一体.测试结果显示:该系统能够满足城市轨道交通供电生产的管理需求,强化了对以设备设施为管理核心的生产管理全过程的控制和优化,提高了城市轨道交通供电设备和相关资源的效能.     

城市轨道交通供电系统谐波渗透分析

城市轨道交通供电系统可以划分为外部电源、中压供电网络、直流牵引供电系统和动力照明供电系统等部分。轨道交通外部电源一般均取自城市的公共电网,通过集中供电或分散供电方式,将电能传输至各车站（区间）变电所。城市轨道交通牵引供电系统多采用等效24脉波整流机组．是主要的谐波源,而动力照明供电系统为第二大谐波源。     

城市轨道交通供电运行安全生产管理系统研究

分析目前供电系统安全防护方面的不足,特 别是城市轨道交通供电系统整体性的安全运行管理的 风险防范以及现场作业时间短等问题,探讨全线整体 性供电运行防误操作管理、接触网直流验电闭锁、工作 票和操作票的电子开票及网络化流转、接地线管理、接 触网智能验电接地技术、远程视频联动监护等关键技 术的创新。通过对各个创新点的研究,建立全线整体 性供电运行防误操作管理系统,较好地解决城市轨道 交通供电系统整体性的安全运行管理问题,进一步提 高供电系统的安全性和可靠性。     

城市轨道交通牵引联调典型场景测试研究

介绍了城市轨道交通牵引供电系统的主要功能需求及联调联试的相关要求。介绍了接触网单边供电模式下和大双边供电模式下单列AW3 (超载)列车测试和多列AW0(空载)列车测试场景及测试流程。以某城市轨道交通1号线为例进行测试数据分析。结果表明,该线牵引供电系统的供电能力设计能够满足线路初期和负载特性的需求。     

新一代智慧型城市轨道交通牵引供电系统的创新理念与实践

针对目前城市轨道交通牵引供电系统的技术需求和存在的问题,从创新源头出发,提出"以简化系统结构、提高供电品质、降低综合造价、减少使用维护成本为系统集成优化目标"的创新理念和发展思路,基于以高速动车和电力机车"四象限变流器"为核心的关键技术,提出一种集系统节能、提高供电品质、补偿功率因数、在线自动融冰于一体的新一代智慧型城市轨道交通牵引供电系统,并提出基于大数据的功率谱概念和分析方法。介绍关键核心技术、智能故障诊断及关键部件寿命预测技术,为优化系统设计及维护使用提供技术支持。讨论新一代牵引供电系统的几个重要技术策略及其实现方案,为进一步推广应用奠定基础。     

轨道交通供电安全生产管理体系探讨

对城市轨道交通供电运行安全生产管理体系建设的多个方面进行了探讨,并在城市轨道交通全线整体性供电运行防误操作管理、接触网检修接地作业、工作票和操作票管理、设备巡检、现场作业远程视频监护等方面提出了相应的建设思路。从全线考虑,整体性解决城市轨道交通供电系统的安全运行管理问题,以满足城市轨道交通供电系统安全、规范、可靠的运行要求。     

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。     

城市轨道交流牵引电缆贯通供电系统仿真研究

与传统异相供电系统相比,城市轨道交流牵引电缆贯通供电系统最大限度取消了线路中的电分相。本文通过建立主变电所、电缆牵引网、同相供电装置和动力照明负荷的等效模型,构建了牵引电缆贯通供电系统的数学模型,基于该模型进行连续性潮流计算,并以城市轨道交通实际线路为例,对比分析了传统异相供电系统和交流牵引电缆贯通供电系统的电压水平、再生制动能量利用率及供电能力,验证了城市轨道交流牵引电缆贯通供电系统的优越性。     

GOOSE全面智能电流选跳在城轨供电系统中的应用

针对目前城市轨道交通大分区供电方式,对硬接线选跳方案、串行通信电流选跳方案和IEC61850/GOOSE电流选跳保护方案进行分析,提出基于GOOSE(面向通用对象的变电站事件)机制的全面智能选跳保护方案,有效地提升电流选跳保护的整体可靠性。基于IEC61850/GOOSE的全面智能电流选跳方案具有引入电流突变量解决固有延时较长的问题,全面通信信道自检,不正常运行时触发预案等特点,使35k V供电系统的所有保护装置都参与电流选跳。它分为母线电流、线路电流、馈线电流、母联电流等选跳保护,使城市轨道交通的整个35 k V供电系统的保护无盲区,既实现时效性又可以保证保护的选择性。电流突变量技术使得供电系统电流选跳功能的固有延时缩短40 ms,更加快速地消除故障,大大减少对于设备的伤害;GOOSE通道监视功能可以实时监视GOOSE网络通信的状态,进行数据流量的分析;基于GOOSE的全面智能电流选跳方案可为城市轨道交通35 k V大环网供电系统运行的可靠性提供保障。     

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。     

城市轨道交通车辆应急供电系统研究

城市轨道交通车辆以车载蓄电池组或新增电池箱来保障应急供电,可有效应对供电系统的故障问题,并实现城市轨道交通车辆自身的主动救援。分析了国内城市轨道交通线路应急供电系统的应用现状。设计了4种不同应用场合的应急供电系统,并对其工作原理及特点进行了对比分析,同时研究了其在应急供电下的整车控制逻辑。结果表明：应急供电系统对提升车辆自我救援能力、探索新节能方式具有重要意义。     

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。     

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。     

城市轨道交通供电系统及其变电所设置的研究

在分析城市轨道交通供电系统的构成、功能、特征，及主变电所设置方案的基础上，提出了满足供电可靠性的条件下，达到供电资源共享、节省工程投资、便于工程实施的措施与方法。     

城轨车辆辅助供电系统节能方案研究

随着变流技术、控制技术和计算机技术的发展,城市轨道交通已成为市民出行的主要方式,为了响应国家节能降耗政策,加快建设资源节约型、环境友好型社会,开展城市轨道交通车辆辅助供电系统节能方案研究,对城市轨道交通系统能耗优化具有重要意义。文章通过分析车辆辅助供电系统主电路结构和空调等重要负载供电电路,提出一种基于高频直流斩波降压电源的车辆辅助供电系统优化方案,描述其基本原理,并通过理论计算对优化方案的节能效果进行验证。     

城市轨道交通供电系统谐波谐振剖析

城市轨道交通供电系统在一座主变电所支援供电运行方式下运行,供电电缆较长,电缆的对地电容与主 变压器漏感可能发生谐波参数匹配,放大系统内的背景谐波,引发谐振。以某市 1 号线地铁供电系统调试期间发 生的一起 11 次谐波谐振事故为背景,搭建谐振电路模型,分析城市轨道交通供电系统谐波谐振产生的原因,即 系统背景中的 11 次谐波被供电电缆对地分布电容和主变压器漏感构成的并联回路放大,分析结果与现场记录数 据一致。同时,提出采取一些措施：前期工程设计计算系统谐波阻抗参数,严格限制背景谐波含量,使其满足规 范要求,评估整流器生产工艺,明确 SVG 滤波功能等,以提高供电系统抑制谐波的能力。