城市轨道交通飞轮储能系统控制策略研究

为了解决城轨列车频繁牵引、制动造成的网压波动和能量浪费问题,针对应用于城市轨道交通的飞轮储能系统,提出一种基于牵引网直流侧电压的充放电控制策略,采用均速控制方法调节飞轮阵列因工艺与环境不同造成的转速差异,并在现有控制策略的基础上提出空载网压辨识算法,确保飞轮在中压环网电压波动时仍能正确动作。最后以北京地铁房山线为例,对含飞轮储能系统的牵引供电系统进行建模和仿真分析,并在牵引变电所接入飞轮储能装置进行现场实验。研究结果表明：接入飞轮后,牵引网压峰谷差值降低了33.2%,牵引变电所输出能量减少了23%,验证了控制策略的可行性和飞轮储能系统的稳压节能效果,为飞轮储能系统在城市轨道交通领域的进一步应用提供参考和借鉴。     

接触网网压波动下动车组恒速控制策略的仿真研究

动车组运行时,接触网网压会在一定范围内波动.为使动车组在接触网网压波动范围内实现在0～250km/h范围内任意速度下稳定运行而引入了一种恒速控制策略.此恒速控制策略通过牵引控制与恒速控制之间平滑过渡,防止在不同控制方式之间切换时引起较大的转矩和电流波动.仿真模型采用直接转子磁场定向控制系统,牵引整流器采用正弦脉宽调制控制的带中点箝位二极管的三电平拓扑结构,牵引逆变器采用空间电压矢量控制的带中点箝位二极管的三电平拓扑结构,仿真结果验证系统具有良好的动、静态特性,并能够很好的实现接触网网压波动下动车组恒速控制.     

南昆线潞城乡区间串补装置故障分析及对策

针对南昆线潞城乡区间由于串补装置的性能不可靠，造成网压大幅高度波动对电力机车正常运行带来影响的问题。根据电路原理、电机学、高电压技术和电力拖动的基本理论，分析了电压变化引起的牵引供电故障原因，并提出了适当提高串补放电间隙动作电压、缩短串补装置至供电臂末端的距离、将原串补装置处的四跨绝缘锚段关节改为七跨式等相应对策，以减少故障的发生。     

复线电气化铁路牵引网末端串联补偿研究

对比了串联补偿装置在牵引网中不同位置的补偿效果,分析了末端串联补偿对接触网无惯性、自适应和逆向电压调节的优点,研究了影响补偿效果的因素以及末端串联补偿对牵引供电系统的影响,为末端串联补偿在电气化铁路的推广应用提供了理论基础。     

牵引供电系统用移动式串联电容补偿方案探讨

针对线路坡度大、牵引负荷重的山区电气化铁路在开行货车且进行越区供电时,接触网末端电压水平经常低于设计规范要求的最低电压19 kV的要求,很难满足运输组织的需要,以丽江—香格里拉铁路为例,提出了区间移动式串联电容补偿方案,可以提高接触网末端电压水平,保障牵引供电系统越区时的运输要求,且较为节省投资。     

牵引电动机反馈试验线路的改进

牵引电动机负载试验台运行多年后,出现了调控系统运行不稳定故障,分析其线路认为升压机电压为负电压时,升压机会由串励运行方式变为他励运行,从而使整个试验线路调节失控。通过对反馈线路实施改造,确保了设备的正常使用。     

建立在信号系统上的牵引供电实时模拟系统

一个建立在信号系统之上的多车运行实时模拟系统可以优化和确定列车最小运行间隔,在预定的时刻表、发车间隔、线路条件、列车性质下,对全线的列车运行情况进行虚拟仿真模拟;同时在该系统中嵌入供电模块,可以实时再现列车、牵引网、供电臂、变电所的电压及电流情况,并就网压变化对列车运行的影响进行模拟分析。因此,该系统将成为铁路运营及牵引供电系统设计有利的计算机辅助设计工具。     

电压互感器对牵引网行波故障测距法的影响分析

牵引网行波故障测距技术通常采用牵引系统中已有的电压互感器设备获取电压暂态行波信号。为了研究电压互感器的传变特性对牵引网行波故障测距方法的影响,本文采用ATP-EMTP建立电压互感器仿真模型,并将其植入牵引网仿真线路中进行仿真研究。仿真实验综合考虑牵引供电方式、短路故障类型、电力机车以及故障发生位置等主要影响因素,运用bior4.4小波变换对互感器一次侧和二次侧的电压行波信号进行分析。研究结果表明,在不同的牵引线路情况和故障条件下,互感器均能准确无延时地传输故障行波和波头极性,说明电压互感器对故障行波的传变特性基本不会对行波故障测距法产生影响。因此可以利用线路已有的电压互感器获取故障信号进行行波测距法。     

CRH5动车组牵引脉冲整流器自适应优化控制方法研究

针对CRH5动车组牵引主回路脉冲整流器在牵引网压波动下的稳定性问题,提出一种基于自抗扰算法的参数自适应优化控制策略。在CRH5动车组牵引脉冲整流器现采用的dq双环控制结构基础上,针对电流内环采用最速综合fal函数实现控制响应及控制量大小随误差变化自适应调整,基于状态空间方程构建一阶线性自抗扰电压外环控制器以实现对系统扰动的观测及跟踪。由此改善控制器对外部扰动的估计及补偿能力,增强控制器对车网耦合特性变化的适应能力。通过Matlab/Simulink仿真对比分析了基于PID控制和基于参数自适应优化控制的dq电流控制器性能,仿真结果表明,基于参数自适应的dq电流优化控制策略下的整流器直流侧输出电压在启动过程中超调量更小,且在应对网压波动时输出电压波动恢复后的稳态误差小于指标值的1/6,抗干扰能力更强。为进一步验证该控制器应对网压低频振荡的抗扰动效果,在RT-LAB半实物实验平台上搭建动车组-牵引网级联耦合模型对比分析2种控制策略下的牵引网网压波形。结果表明：基于参数自适应的dq电流优化控制更能适应多列动车组同时接入而引发的扰动,抑制牵引网网压大幅度振荡;fal电流环的参数自适应特性能改善控...     

电气化铁路接触网在线防冰电流的决策及控制

本文提出一种基于配对静止无功发生器(SVG)的无功潮流大电流防冰法,据此构建电气化铁路接触网在线防冰系统。为了在接触网防冰的同时使牵引网电压也稳定在允许范围内,以直供单线供电方式为例,推导防冰系统投入后防冰电流与供电臂末端电压的关系,以确定各电气参量之间的关联性。结合贵昆线实测数据,并基于牵引网网压要求,给出不同工况下允许的防冰电流动态范围,分析实际运行工况下在线防冰过程中的接触网沿线温度分布和电压分布,验证了基于SVG在线防冰方案及其电流决策的可行性与有效性。     

宝成线扩能马角坝牵引变电所综合补偿方案研究

研究目的:随着铁路运量的增长,实际运行中会出现牵引网电压低于电力机车最低允许电压的情况。因此,改善牵引网电压,在电气化铁路的设计中是一项重要课题。目前改善供电臂电压水平的措施有:提高牵引变电所牵引侧母线电压、采用串联电容补偿装置、采用并联补偿装置、采用载流承力索或加强线等。研究结论:本文分析了改善牵引网电压的几种方法及其工作原理,针对宝成线这种山区铁路的运量大、铁路沿线电力系统电源薄弱的特点,通过对宝成线马角坝牵引变电所的牵引供电方案的研究和供电理论计算,最终得出在马角坝牵引变电所的馈线侧同时安装串联补偿装置和动态无功补偿装置,提高了马角坝牵引变电所供电臂的电压水平,从而使牵引网末端其电压达到20 kV。     

牵引网不停电运行方式转换方案及其运用

对可能涉及直流牵引网运行方式转换的故障类型进行分类,详细分析传统的牵引网越区供电方案在运行方式转换时对线路正常运营及调度管理的不利影响.通过改变越区开关的设备选型方案,提出新型的转换方案,对其在工程实际中的运营调度方案及对直流牵引供电系统后期运营维护管理模式的影响进行分析说明.对牵引网上网开关及越区开关的设置位置的不同...     

带回流线的全并联直供系统研究

根据带回流线的全并联直接供电系统的原理,推导出其电流分布及牵引网电压损失,并通过仿真验证了全并联对降低牵引网压损的有效性,同时从仿真结果定性地分析了全并联次数和全并联位置与牵引网电压损失的关系。     

交直交传动方式下的车网低频振荡研究

如果牵引网电压持续低频率大幅度振荡,会影响机车或动车牵引系统网压的保护,导致变流器牵引封锁,影响列车正常运行。针对近年来我国多地发生牵引网电压的低频振荡现象,通过阻抗比判据和Bode图分析车网振荡主要影响因素,再根据计算机仿真验证车网振荡的影响因素,在不增加任何硬件电路的前提下,提出通过优化控制参数来抑制车网低频振荡的方法。通过半实物仿真研究,验证了该方法的可行性。     

电气化铁道系统概率潮流算法研究

探讨了在AT自耦变压器供电方式下,交流电气化铁道牵引供电系统的数学模型。推导了在多辆电力机车运行条件下各机车电压与牵引变电所供电功率的计算公式。提出了利用电力机车运行速度的变化曲线来计算其位置概率分布的方法。从而应用蒙特卡罗仿真,随机抽样确定电力机车在牵引网中的位置和运行状态,然后进行潮流计算,最终得到机车电压与供电功率的概率分布。     

准东铁路增建二线牵引供电系统研究

结合伊泰准东铁路虎石至周家湾段增建二线电气化工程特点,为增建二线绕行既有线的牵引供电系统提出一种新的设计思路,并对其牵引网的载流能力、牵引变压器容量、牵引网末端电压水平等主要控制因素进行分析,同时对配套电气化工程从不同角度进行优化设计,使研究方案技术更合理,供电能力更强,具有明显的经济效益和社会效益。     

重载铁路牵引负荷对变电所功率因数的影响研究

功率因数是衡量电源利用效率的重要因素,也是影响牵引供电系统效率及输电线路末端网压的重要因素。通过现场测试研究朔黄铁路牵引负荷对变电所功率因数的影响规律,发现牵引负荷对进线电源侧和馈线侧功率影响方式存在较大的差异:电源侧功率因素随牵引负荷的增大而减少,馈线侧功率因素随牵引负荷的增大而增大。通过研究认为变电站无功补偿方式是造成该现象的主要原因。最后,对朔黄铁路如何改善电能质量及扩能提出了建议。     

既有铁路川黔线适应性扩能工程供电系统研究

随着我国经济的快速发展,既有铁路川黔线承担的运量在逐年增加,列车牵引质量和列车对数不断提高,造成既有牵引供电系统的供电质量逐年下降,直接影响到铁路运输的安全。为节省工程投资,文章采取的改造措施是在维持既有牵引供电设施分布不变的情况下进行,对扩能后的各项参数进行分析,重点对牵引网载流、牵引变压器容量、牵引网末端网压等进行分析。在分析过程中提出了提高牵引网载流、末端网压的措施。对于牵引变压器是否更换,通过对牵引变压器的基本电费及实际利用率综合分析,提出今后"适时更换"的方案,节省了工程投资和基本电费。对于局部大坡道区段,为更贴切地反映不同运输组织方式对供电系统的影响,文章对不同运输组织方式下供电系统的改造方案进行研究,并推荐适用于川黔线的运输组织方案。     

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。     

直供加回流方式的牵引供电系统电压损失分析

通过建立直供加回流牵引供电系统,双线牵引网末端并联供电的数学模型,分析了运行中SS4B电力机车在4种不同牵引重量情况下,机车通过供电臂时的电能损耗问题,并根据实际运输计划,分析了直供加回流的牵引供电系统的牵引网、牵引变电所等的电压损失问题,并且进行了理论计算。