基于PSCAD/EMTDC的牵引供电系统仿真模型研究

在分析了现有牵引供电系统仿真研究的基础上,针对其模型复杂、不易实现的弊端,提出采用已有仿真软件实现牵引供电系统的电气特性分析.利用PSCAD/EMTDC对牵引供电系统的典型元件进行建模,分别对Scott接线牵引变压器的AT供电方式以及V/v接线牵引变压器的带回流线的直接供电方式两种应用广泛的牵引供电系统进行了仿真分析,重点研究了两种供电方式下牵引网的网压水平,通过比较仿真结果证明所建立的牵引供电系统仿真模型的正确性,该模型能够满足牵引供电系统的电气分析要求.     

高速电气化铁路供电系统电能质量仿真研究

基于Matlab/Simulink,同时结合石郑高速铁路工程实际,建立了包括CRH2动车组、牵引网、V/x接线牵引变压器和AT变电所等在内的典型高速铁路供电系统。分别从CRH2动车组谐波特性、牵引网对谐波放大作用及高速铁路供电系统负序与不平衡等多个方面研究了高速铁路供电系统对电网电能质量的影响,对比分析了CRH2动车组的高次谐波电流频谱丰富、负序影响大等不用于普通交直型电力机车的特点。通过比较分析仿真结果,验证了所建立的高速铁路供电系统仿真仿真模型的有效性,能够满足高速铁路供电系统的电气分析。     

牵引供电低频网压振荡影响规律研究

目前多条电气化铁道出现了低频率的网压振荡、波动现象,造成了机车的牵引封锁。机车–牵引网(简称车网)互联系统低频网压振荡具有很强的不可预见性,利用阻抗分析法对低频网压振荡问题进行分析,并基于Matlab/Simulink仿真平台建立了HXD2B型电力机车与牵引网的联合仿真模型,再现了牵引供电低频网压振荡现象。通过与实测波形对比,验证了模型的正确性。在车网联合仿真模型的基础上,分析和讨论了牵引网长度、牵引变压器接线方式、机车负载情况及机车控制参数对低频网压振荡的影响规律。仿真结果表明,减小牵引供电系统阻抗(改变牵引网长度、牵引变压器接线方式)或增大机车系统阻抗(改变机车负载情况、机车控制参数)均能抑制低频网压振荡现象。     

交流牵引供电系统仿真通用数学模型及其应用

对交流牵引供电系统进行统一的数学建模,是实现数字化仿真的关键。以多导体传输线模型为基础,构建了适用于不同供电方式的牵引网统一数学模型;基于牵引变电所端口电气量通用变换关系,推导了适用于不同变压器接线形式和不同相序接入的牵引变电所通用等值电路;在链式网络结构的基础上,建立了交流牵引供电系统仿真通用数学模型,并改进潮流计算方法。以此为基础,开发交流牵引供电仿真软件。实例计算表明,该模型具有良好的通用性和较高的精确度,适用于高速、重载电气化铁道牵引供电系统仿真。     

高速电气化铁路供电系统电能质量仿真研究

基于Matlab／Simulink．同时结合石郑高速铁路工程实际．建立了包括CRH2动车组．牵引网．V／x接线牵引变压器和AT变电所等在内的典型高速铁路供电系统。分别从CRH2动车组谐波特性．牵勇网对谐波放大作用及高速铁路供电系统负序与不平筏等多个方面研究了高速铁路供电系统对电网电能质量的影响．对比分析了CRH2动车组的高次谐波电流频谱丰富．负序影响大等不用于普通交直型电力机车的特点,通过比较分析仿真结果。验证了所建立的高速铁路供电系统仿真仿真模型的有效性。能够满足高速铁路供电系统的电气分析。     

电铁牵引站V/V牵引变压器注入系统的谐波和负序分析

为了分析牵引供电系统产生的谐波和负序电流所造成的影响,建立了基于PSCAD/EMTDC的典型牵引供电系统和公用电网的模型。在V/V接线形式的牵引变压器下,分析两供电臂机车不同台数运行方式下产生的谐波和负序的影响。     

AT供电方式在高速电气化铁路中的应用

针对AT(Auto-transformer)供电方式,主要是全并联AT供电方式在我国高速电气化铁路中的应用做出了总结。对AT供电方式在主变压器的接线方式、牵引网的结构、自动过分相方案、牵引供电系统保护等方面的技术进行了阐述,并与传统的AT牵引供电系统做出对比。     

三种牵引供电方式的电气特性比较

在Matlab/Simulink仿真环境下,根据AT供电系统的结构特点建立其仿真模型,将AT供电系统解列,可建立带加强线的全并联直接供电系统和带回流线的直接供电系统仿真模型。基于建立的仿真模型,比较了三种牵引供电方式下的短路阻抗、电压损失、电流分配等电气指标,分析比较可知三种供电方式各有优劣,要根据具体的线路选择牵引供电方式。     

V/V接线铁路牵引变压器供电线路距离保护定值整定探讨

通过建立V/V接线牵引变压器的供电系统模型,全面分析、推导了在牵引变压器低压侧故障时供电线路侧距离保护的测量阻抗,并提出了V/V接线牵引变压器供电线路距离阻抗保护的整定原则。     

电气化铁路对电力系统谐波的影响研究

提出利用PSCAD仿真软件建立不同接线方式牵引变压器的模型,并在恒电阻负载下验证了模型的正确性。阐述了将模型应用到某17节点电网进行牵引负荷分析,研究采用不同接线方式的牵引变压器时牵引负荷给电网带来的谐波和负序的影响。通过仿真分析得出当电力系统短路容量一定时,5种接线方式下牵引负荷在电力系统侧引起的电压畸变率由大至小依次为:单相接线、Yn/d11接线、V/v接线、阻抗匹配平衡接线和Scott接线,但5种接线牵引变压器之间的电压畸变率差别不大。     

基于EMTDC的电铁及云南电网电能质量联合仿真分析

结合云南电网及电气化铁道的实际工况,选取适用的牵引供电及电力系统电气元件数学模型;基于PSCAD/EMTDC仿真软件,建立电气元件仿真模型,搭建反映电铁及电力系统实际工况的联合仿真平台;采用项目实测的牵引变电所低压母线负荷数据,分析不同牵引变接线形式、电力系统运行方式及考虑轮流换相的工况下,电铁负荷对电力系统谐波和负序等电能质量指标的影响。仿真研究和理论分析表明,所建立的仿真平台能够较好的反映元件及系统的运行特性,其使用灵活性及仿真精度均能够满足实际项目需要。     

基于MMC的同相供电潮流控制器控制策略研究

模块化多电平换流器(MMC)与平衡变压器相结合的潮流控制器(PFC),可节省传统牵引供电系统中的匹配变压器,满足高压大功率的应用。首先介绍了系统工作原理,重点研究了其中单相MMC背靠背换流器两端的补偿电流。提出了一种综合控制策略,包括变流器两端补偿电流的提取算法,子模块电容电压均衡控制,环流抑制策略以及PWM调制方法。最后在Matlab/Simulink中搭建了系统模型,分别对交直交型电力机车的牵引和再生制动工况进行仿真,验证了所提控制策略的有效性。     

城市轨道交通牵引供电系统动态运行仿真研究

随着轨道交通向高速、重载、大运量、高密度的方向发展,为各种运营设备提供电能的直流牵引供电系统在安全性和可靠性方面提出了更高的要求。围绕保证城市轨道交通牵引供电系统高效、安全、稳定供电的需求,介绍了直流牵引供电系统的组成,阐述了24脉波整流变压器的原理,基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了牵引变电所整流机组、列车以及接触网模型,并以此为基础搭建了城市轨道交通直流牵引供电系统的仿真模型。通过对列车启动、平稳运行及制动阶段的动态仿真及分析,验证了仿真模型的正确性和有效性,为有关地铁供电系统的各种故障分析提供更多的参考数据和更好的研究平台。     

基于电容器投切法的牵引供电系统谐波阻抗测试分析

针对牵引供电系统供电拓扑结构复杂、系统等效阻抗难以精确计算等特点,提出基于电容器投切法的谐波阻抗测试方法。并联电容器开关闭合的过程可以等效为一个谐波源向系统注入谐波电流,基于此建立了阻抗测试系统用于处理拓扑结构特殊的牵引供电系统,该阻抗测试系统由27.5 kV/380 V的变压器、电容器、开关和负载阻抗组成。考虑到现场测量中存在背景谐波、噪声等干扰,利用波动量法和小波分层算法对采集信号进行处理。基于Simulink仿真平台搭建牵引供电系统阻抗测量模型,仿真及误差分析结果验证了所提方法能有效地测量牵引供电系统的谐波阻抗。     

电铁谐波的测量与仿真分析

为了分析电力机车产生的谐波对电力系统的影响,以某牵引变电所普通的Ynd11型变压器接线为例,从动态的过程对牵引供电系统和电力机车进行建模仿真,分析了注入110 kV侧的不平衡谐波电流和电压;通过模型的仿真结果和实际测量数据对比验证了模型的正确性;同时,针对机车不同牵引功率,仿真分析了其对电力系统影响,包括电流谐波、电压谐波和负序电压变化.结果表明:电流、电压谐波随着功率的增加呈曲线增加,其变化趋势复杂;而负序电压含量变化近似一条直线,与功率的变化成正比.     

基于YNvd平衡变压器和模拟负载的同相供电试验系统

为了更深入开展同相供电系统的研究,提出了一种由新型YNvd平衡牵引变压器、模拟负载以及综合潮流控制器(IPFC)构成的同相供电试验系统方案。分别介绍了YNvd平衡变压器、IPFC和模拟负载的结构和工作原理,通过对IPFC与模拟负载制定相应的控制策略,以实现对同相供电系统的仿真模拟。研究结果表明,该试验系统能够模拟牵引负荷特性,实现能量循环利用,模拟同相供电系统,消除了系统负序电流,实现了谐波和无功的动态补偿,验证了同相供电系统的可行性。     

基于YN-vd接线变压器的新型同相牵引供电系统

提出了由一种YN-vd接线平衡变压器和平衡变换装置BCD(Balance Converting Device)构成的铁道牵引系统同相供电方案.平衡变换装置由2个电压型单相有源滤波器构成,用以补偿负载的无功和谐波电流,以及变压器2个副边绕组的不平衡电流.无论牵引负载的性质及负荷的分布情况如何,经过变换之后,变压器的输入侧都表现为三相对称的纯阻性负载.分析了系统的结构和工作过程,提出了单相有源滤波器的状态优化控制方法.以一列满载运行的机车为对象,进行了供电系统的软件仿真研究,仿真结果证实了系统结构和控制方法的正确性.     

基于三相变四相变压器的新型同相牵引供电系统

电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量的谐波和无功;各供电区段需要用分相绝缘器分断,制约了高速、重载铁路的发展。该文提出的基于三相变四相变压器的新型同相牵引供电系统,不但可以解决以上问题,而且具有省自耦变压器,平衡变换装置结构简单、易控制、平衡效果好,变流器各桥臂负荷均衡,通信防护效果好,综合经济技术性能优越,工作可靠等优点;文中讨论了平衡变换原理,给出了补偿电流检测与有源滤波器控制方法。分析和仿真证明提出的平衡方式、检测与控制方法是正确的,同相供电系统方案是可行的。     

长定子直线同步电机的牵引性能计算

长定子直线同步电机（LSM）是中速磁悬浮列车的关键部件,其牵引能力的计算很重要。本文基于考虑馈电电缆的长定子LSM等效电路建立了牵引特性计算模型,等效电路的参数通过集中参数公式或有限元进行计算。基于Matlab编制了仿真软件,考虑供电模式、牵引电源限制与变压器变比等条件,计算了LSM在系统单端与双端供电模式下的最大牵引能力,包括电机的推力、加速度、电压与电流特性,对比分析了供电方式对LSM性能的影响。仿真结果能够为该类磁悬浮列车长定子LSM的设计提供帮助。     

基于YN，d11接线变压器的新型同相供电系统

介绍了在直接供电方式的基础上,采用单台YN,d11接线变压器和平衡变换装置相结合构成新型同相供电系统,根据瞬时无功功率理论,采用有功电流分离法实时准确的检测综合补偿电流;利用滞环空间矢量控制方法,控制平衡变换装置动态补偿无功、谐波和负序,实现三相平衡。仿真结果验证了系统结构、电流检9n,1方法以及控制方法的正确性,该同相供电系统可行。