城市轨道交通牵引供电系统的技术发展展望

24脉波二极管整流器等传统直流牵引供电系统成熟可靠,但由于其能量无法双向流动、谐波特性欠佳、直流电压不可控等缺陷,与高效节能环保的发展理念不符.通过将PWM整流技术应用到直流牵引供电系统,提出了多种新型电路拓扑,分析了各自的优缺点及应用场所,为直流牵引供电系统的发展提供新思路.     

基于双象限运行模式的能量回馈装置技术研究

针对地铁牵引供电系统提出一种基于双象限的能量回馈装置技术,可实现直流侧牵引网和交流侧电网之间能量的双向流动.通过对电网侧电流的矢量控制,在牵引网电压低于设定阈值时,装置处于整流牵引模式,向直流牵引网输出电能,降低牵引网供电的大幅度波动;在牵引网电压高于设定阈值时,装置处于逆变回馈模式,将列车制动产生的能量通过变流装置进...     

基于地铁列车制动能量回馈装置的能量管理系统

地铁列车制动能量回馈装置虽然回馈电能可观,而且减少电阻消耗以改善地铁通道热环境,但是也带来了能量逆流至110 k V侧电网的隐患。而且,城市轨道交通供电系统还具有夜间停运期间负荷低时功率因数偏低的特点。针对上述特点提出基于地铁制动能量回馈装置的能量管理系统。充分利用地铁制动能量回馈装置的有功和无功独立可控的控制原理,通过能量管理系统对主变电所的检测、判断、计算,以及对地铁制动能量回馈装置下达命令,实现了对地铁制动能量回馈装置的有功和无功能量管理,不仅可实现对地铁供电系统的无功补偿,也可实现对地铁制动回馈能量装置回馈能量时能量逆流的控制。     

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。     

城市轨道交通制动能量逆变回馈系统研究

城市轨道交通以电力为动力,由供电网向车辆提供电能,驱动车辆前进.车辆到站电制动时,产生大量的再生制动能量.目前我国城市轨道交通车辆再生制动能量只有很少部分被利用,大部分通过电阻转变成热能而被消耗掉.研究了一种新型城市轨道交通车辆再生制动能量逆变回馈设备,实现车辆再生制动能量的回馈利用,以降低能耗、节约能源.     

城市轨道交通制动能量协同吸收技术应用研究

通过分析城市轨道交通牵引供电系统用电负荷特点及现有制动能量吸收技术现状,描述了一种城市轨道交通列车制动能量的吸收方法,通过控制变电所中压能馈装置的吸收电压,从而触发相邻站中压能馈装置投入工作,目的是使列车进站时的再生制动峰值功率能被多个相邻站的中压能馈装置共同吸收,进而减小对单个车站的功率冲击,有利于再生制动能量在地铁...     

再生制动能量回馈系统的能量回馈效率影响因素分析

详细分析了城市轨道交通项目在选取再生能量回馈系统时需要考虑的因素。能量回馈系统的安装间隔直接影响再生制动能量利用率的高低,列车制动时与能量回馈系统的距离也影响能量回馈效率,能量回馈系统安装点与轨道的距离也会影响能量回馈效率。     

能馈装置对广州市轨道交通九号线供电系统的影响

以广州市轨道交通九号线供电系统采用的再生制动能量逆变回馈装置为例,分析了能馈装置对地铁供电系统的稳定性、电能质量,以及牵引供电设备性能和寿命等方面的影响,为再生制动能量逆变回馈装置的工程应用推广提供参考。     

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。     

地铁能量回馈装置的无功补偿控制策略

针对城市轨道交通供电系统在夜间停运阶段负荷较低时功率因数低的问题,提出了一种基于地铁再生制动回馈装置的夜间无功补偿控制策略。分析了地铁供电系统的特殊情况,介绍了地铁再生制动回馈装置的工作原理,并提出了一种夜间无功补偿的控制策略。在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了地铁回馈装置的仿真模型,并制作了一台1.2 MW地铁再生制动回馈装置样机,仿真和试验验证了控制策略的可行性。     

基于逆变回馈的地铁再生制动能量吸收的研究

城市轨道交通车辆再生制动能量吸收是城市轨道交通系统的重要组成部分.分析了逆变回馈型再生制动能量吸收装置的构成、工作原理.建立了该装置的主电路及控制电路仿真模型,并对列车再生制动回馈的动态全过程进行了模拟试验.试验结果表明:该装置满足地铁列车再生制动能量的吸收利用以及稳定牵引网电压的要求,可解决实际工程问题.     

地铁车辆逆变型再生制动能量回馈方案与装置的研究

分析三种逆变型再生制动能量回馈装置接入地铁牵引供电系统的方案和装置的工作原理。对再生制动回馈装置试运行数据进行分析。运行试验结果表明,车辆制动时,装置在有效回馈电能的同时能稳定接触网电压,保证车辆电制动的有效工作,为技术升级和系统的节能提供新的手段与解决方案。     

城市轨道交通再生制动能量吸收方式的研究

轨道车辆再生制动能量的吸收装置是城市轨道交通系统的重要组成部分。分别对电阻耗能型、电容储能型和逆变回馈型这三种类型的城市轨道交通车辆再生制动能量吸收装置的构成及其工作原理进行了深入分析,并比较了这三种类型装置的优缺点。开发逆变回馈型再生制动能量吸收装置无论从技术上还是造价上已具有可行性。     

逆变型再生制动能量利用系统的建模与供电计算

针对逆变型再生制动能量利用方案的供电计算问题,详细给出含逆变回馈装置的、精确考虑换相电阻的牵引变电所交直流变换数学模型和逆变型再生制动能量利用装置交流侧有功功率、无功功率、直流电压和直流电流的详细表达式。采用牛顿-拉夫逊法进行城市轨道交通供电计算,推导Jacobian矩阵,通过10节点直流牵引供电系统案例验证算法的有效性和准确性。     

城市轨道交通牵引变电所主结线方案研究

城市轨道交通直流牵引供电系统中用电和发电同时存在,其负荷属于典型的脉冲大功率负荷,其牵引变电所应至少具有整流、功率平衡和牵引网电压控制3种基本功能。依据功能需求决定主结线方案的基本原则。综合技术经济因素分析比较了几种典型主结线方案,给出了2种性能优良和经济适用的牵引变电所主结线方案。鉴于目前大功率功率控制器件和储能介质的发展水平,综合技术经济因素,牵引变电所宜采用多重化二极管整流与逆变回馈或者储能装置组合的主结线方案。     

轨道交通牵引系统再生能量利用方案研究

研究目的:城市轨道交通普遍采用VVVF动车组列车,在列车制动时,将再生大量能量,如果能够对这部分能量加以有效利用,则对于整个轨道交通的节能降耗将意义重大。目前工程上有几种再生电能利用方案,但不同方案的节能效果相差较大,部分方案甚至浪费能量。因此,有必要将理论计算和工程实际测量相结合,对现有再生电能利用方案的节能效果进行综合分析。研究结论:本文通过构建轨道交通牵引供电系统模型,并将计算结果与工程实际测量结果进行比较分析,结果表明:(1)当牵引变电所不设置再生制动装置时,车辆间的再生能量相互利用率很高;(2)传统的将再生制动电阻置于牵引变电所不但不会节省能量,相反会浪费能量;(3)当再生电能利用装置的容量达到一定值时,再增加容量,对于节能效果影响已经很小;(4)该研究结果可应用于轨道交通牵引供电系统的设计中。     

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。     

地铁再生能量回馈系统优化配置方案研究

以徐州地铁1号线为例介绍了一种包含中压型能量回馈装置的城轨牵引供电系统仿真方法,对全线直流牵引网进行了潮流计算分析,对直流牵引网的实际影响和再生能量回馈在全线中的容量、位置、数量等进行分析研究,给出再生能量回馈系统的最优配置方案。     

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。     

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。