直流牵引供电系统的建模以及参数分析

建立正确的短路模型并对其进行数学描述是研究地铁直流牵引供电系统保护的基础。在分析地铁运行期间牵引供电系统短路电流的衰减振荡波形时发现了电流上升率+电流增量保护(地铁直流牵引供电系统主保护)短路模型的缺陷。结合二阶系统时域分析,建立了地铁短路系统的二阶模型,并对模型进行了数学分析。仿真结果证明该模型对地铁直流牵引供电系统电流上升率+电流增量保护误动作的排除及其相关问题的研究具有十分重要的意义。     

基于EMD分解的直流牵引供电系统短路故障识别

准确识别牵引供电系统故障电流的信号特征是实现直流牵引供电系统继电保护的基础,直流牵引负荷的电流振荡会使得di/dt-ΔI保护做出错误故障判断从而引起馈线开关误动。根据振荡电流与短路电流模态上的差异,采用经验模态分解(EMD)可获得振荡电流的有限个固有模态函数(IMF)及其余量,以余量斜率作为特征量可正确判断运行状态。仿真结果表明,此方式配合di/dt-ΔI保护即可实现直流牵引供电系统短路故障的准确识别。     

基于DCTPS模拟的地铁供电能力仿真评估研究——以北京地铁8号线为例

针对目前国内城市轨道交通分散式供电系统仿真研究的现状，基于牵引计算与供电仿真计算软件(DCTPS)建立城市轨道交通分散式供电系统供电能力仿真评估模型，实现对直流牵引供电系统输出电压、母线载流量的仿真分析。以北京地铁8号线为研究对象，通过仿真计算不同情况下100 s发车间隔运行需求，结果表明：北京地铁8号线供电系统在正常状态下基本满足100 s发车间隔运行需求；在牵引整流单机组、牵引所解列大双边、开闭所单电源、开闭所解列等运行情况下，供电系统均无法完整满足全线100 s发车间隔运行需求。     

基于关联维数的直流牵引网故障识别

地铁牵引供电系统的发散型振荡电流容易造成直流牵引网继电保护误动,因此欲提高直流牵引网保护系统的可靠性必须寻求更为有效的特征提取方法。分形理论中关联维数的特征提取方法可灵敏地反映出牵引网非线性动态特征信息的变化,并准确识别出牵引网中振荡电流和短路故障电流。在确定的时间序列内,牵引网电流信号经相空间重构和关联维数计算后,定义关联维数为其故障模式识别的特征矢量。实测数据证明,该保护方法不仅具有灵敏性高和概念清晰的优点,而且适合复杂的直流牵引网运行状态信息的诊断。     

电气化铁路对电网谐波影响及抑制措施分析

作为一种非线性负荷的电气化铁路牵引机车,会将大量的谐波电流注入到牵引供电系统和电网中,严重地影响了电网的电能质量,降低了电网供电的可靠性,从而造成巨大的经济损失并带来一定的安全问题。针对电气化铁路给电网带来的谐波污染问题,利用电力电气软件分析系统ETAP建立了区域电网仿真模型,对此进行谐波仿真潮流计算,根据仿真得到的数据,分析了电气化铁路对电网产生谐波的影响因素以及加装滤波装置后对谐波产生的抑制效果。     

高速铁路牵引供电系统建模及仿真分析

通过对牵引供电系统中交直交机车运行原理的分析,建立以有功功率、功率因素、直流侧电压作为重要指标的CRH380B型机车简化模型,采用PSCAD/EMTDC搭建了机车-牵引网-电网牵引负荷联合仿真平台模型,并分析CRH380B型动车组在稳定运行时,机车位置与机车数量对电网电流谐波畸变的影响,以及机车位置对接触网电压的影响。仿真结果表明,所搭建的CRH380B型机车模型和高速牵引负荷联合仿真平台结构简单合理,能较好分析机车电流谐波特性、牵引供电系统接触网电压分布规律和电网谐波畸变特性。     

基于重复控制的双闭环逆变电源研究

针对逆变电源带非线性负载时波形失真的问题,建立了单相全桥逆变控制的仿真模型.系统利用电压电流双闭环反馈与重复控制相结合的控制方案来提高系统的动态响应性能和稳态精度,最后在MATLB仿真平台下建立控制系统的仿真模型并对其进行仿真研究.仿真结果表明,重复控制能很好地消除周期性干扰及其它非线性负载引起的波形畸变.     

电力牵引负荷串联混合型滤波系统分析

分析了单相串联混合型滤波系统（ｓｅｒｉｅｓ　ｈｙｂｒｉｄ ｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ, ＳＨＰＦＳ）的原理。在电力系统分析软件平台ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ下建立了牵引供电系统、电力机车负荷和ＳＨＰＦＳ的仿真模型,得到了应用ＳＨＰＦＳ对电力牵引负荷进行谐波补偿的特性。     

直流牵引供电系统行波保护研究

对于供电系统继电保护而言,如何提取并利用供电系统的故障信息是确保保护装置可靠性的关键因素。通过深人分析行波仅与传输线单位阻抗有关的传播特性,提取直流牵引供电系统的瞬变信息,建立了直流牵引供电系统的行波保护模型,克服了电流保护和di／dt-△I保护受线路总阻抗影响的弊端,从而提高了保护装置的可靠性和速动性。经现场试验,得到令人满意的结果。     

HVDC引发次同步振荡的复转矩系数法分析

次同步振荡是电力系统运行的不正常状态,发生后可能损坏汽轮发电机组转子,危害电网运行。我国直流工程附近电厂已多次发生次同步振荡,因此高压直流输电引起次同步振荡的问题亟待解决。以高压直流输电引发次同步振荡的机理分析为基础,利用复转矩系数法,对含高压直流输电的系统建立数学模型进行理论分析。然后基于PSCAD/EMTDC搭建含高压直流输电的系统仿真模型,应用复转矩系数法对算例系统进行理论计算与仿真结果综合分析,验证复转矩系数法对于高压直流输电引起次同步振荡研究的有效性。最后,通过复转矩系数法,分析与高压直流输电相连的送端电网强度对系统次同步振荡的影响。     

基于稀疏采样与差分演化的柔性直流输电系统高频振荡抑制技术

为确保电网的安全、平稳运行,提出了基于稀疏采样与差分演化的柔性直流输电系统高频振荡抑制技术,以快速恢复系统平稳供电能力。构建了模块化电平换流器(MMC)高频阻抗模型,获得了链路时延对交流系统高频阻抗特性的影响,以及输电线路参数变化的联合效应。通过A/I转换器,基于差分演化的匹配跟踪算法,实现了高频阻抗信号的稀疏表示,降低了柔性直流输电系统高频阻抗信号的采样率,合理设定附加RLC二阶高通滤波器的截止频率、品质因数、补偿容量参数,可以抑制柔性直流输电系统的高频振荡。仿真实验结果表明:高频振荡抑制后电压信号可快速恢复正常,抑制效果突出。     

基于PSCAD的牵引供电系统建模与短路电流仿真

在地铁牵引供电系统馈线保护方式中,电流变化率及电流增量保护是地铁供电系统中常用的保护方式。然而从地铁故障录波得到的众多故障波形看,故障电流常存在幅值很高的冲击电流而后振荡衰减的特点。电流变化率及电流增量保护方式假设的故障电流按指数规律变化的特点与史际情况有出入。笔者基于PSCAD对供电系统进行建模,分析了整流器对短路电流中暂态电流冲击的影响,考虑到实际电器短路瞬间漏抗增大,对PSCAD中的实际电器做了--一定的改进,最后得到的仿真波肜与实际短路电流波肜十分吻合。对基于电流变化量原理的保护研究以及误动作的排除及其相关问题的研究具有卜分重要的意义。     

配置PSS抑制交直流互联系统的功率振荡

低频功率振荡是交直流互联系统面临的重要问题,在分析研究互联系统系统振荡原理,特性的基础上,采用技术较为成熟的电力系统稳定器抑制低频功率振荡,并对天广交直流互联系统进行了仿真分析,证明ＰＳＳ能有效地提高交直流互联系统的动态特性。     

级联H桥D-STATCOM双机并联系统PR重复控制策略研究

针对级联H桥型配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)并联系统,文中分析双机载波相位差所导致的机间谐波环流问题,并根据单极倍频调制原理解释了载波移相产生谐波环流继而发生直流电压振荡的原因.为明确直流电压振荡对D-STATCOM所带来的负面影响,从双D-STATCOM的输出阻抗模型和直流侧电压的传递函数所反映的D-STATCOM机间的交互耦合特性入手,文中提出一种采用比例谐振(PR)重复控制抑制直流电压振荡的D-STATCOM电流内环控制策略,理论分析和系统仿真证明,该控制策略可使系统谐波含量减少,避免了谐波环流时D-STATCOM系统直流电压振荡导致直流电压失稳的情况.最后通过RT-LAB实时仿真平台验证了上述理论分析的正确性和控制策略的有效性.     

地铁隧道内电磁场分布特性分析

准确掌握地铁隧道内电磁场的分布状况是建立直流牵引供电系统电磁暂态模型的基础,也是开发直流牵引供电系统馈线保护方法的需要.针对地铁隧道内非对称的空间结构,利用有限元分析法计算了不同工况下地铁隧道内的电磁场分布特性,确定了地铁隧道内电磁场与钢轨电位、钢轨电流间的定量关系,以及列车位置对电磁场分布的影响.分析结果符合电磁场分布理论表述的规律.