外部电力系统对高速铁路供电的RAMS评估及其灵敏度分析

以高速铁路客运专线牵引供电项目建设为背景,提出了高速铁路牵引供电系统可靠性-可用性-可维护性-安全性(RAMS)评估的5个层次HL1～HL5.然后针对HL1的可靠性评估,以高速铁路所有牵引变电站的供电可靠性和铁路的通过能力为评估对象,建立了在考虑越区供电前提下外部电力系统对高速铁路牵引供电的RAMS评估模型,推导了供电可靠性指标和铁路通过能力对电力系统元件可靠性参数的解析表达式和灵敏度表达式.以IEEE RTS79给一条高速铁路供电为例,给出了可靠性评估和灵敏度分析的结果,确定了该系统的薄弱环节,验证了所提出的模型和算法的正确性.     

电网节点等效的高速铁路供电系统可靠性评估方法

本文依据高速铁路牵引供电系统网络结构特点将其分为多级。针对高铁牵引供电系统可靠性评估,提出一种简化电网结构以提高可靠性计算速度的方法。结合可靠性评估方法,研究高铁牵引供电系统的调度策略。以某省武广高速铁路某段为例进行仿真,通过可靠性分析确定影响高铁牵引供电系统可靠性的关键环节。     

基于GO法的高速铁路牵引变电所可靠性评估

为了保证高速铁路不间断供电的要求,有必要在设计阶段对牵引变电所的可靠性进行评估。提出将一种新型可靠性评估方法—GO法应用到高速铁路牵引变电所可靠性分析中。考虑变电所内众多电气设备的可修复特性和停工相关性,以牵引供电不中断为目标,建立了简化GO图,编写了实用的GO法计算程序,实现了牵引变电所可靠性的定量和定性评估,确定了系统薄弱环节,并将最小割集发生概率的总和作为牵引变电所故障概率上限,完善了高速铁路牵引供电系统可靠性设计。     

高速铁路牵引供电系统健康管理及故障预警体系研究

牵引供电系统故障将造成列车停运,目前的检修管理模式不能适应高速铁路对牵引供电系统可靠性的要求,为此,需建立高速铁路牵引供电系统健康管理和故障预警系统。通过对牵引供电系统中多元信息的监控,利用灰色聚类和模糊综合评价实时评价设备和系统的健康状态,利用系统信息的关联和早期故障微弱特征的提取实现对牵引供电系统潜隐故障和早期故障的预警。在系统健康状态评价的基础上,综合考虑维修成本和系统可靠性对维修策略进行优化。应用健康管理和故障预警系统,可有效提高高速铁路牵引供电系统运行的可靠性,减少事故概率,降低维修成本,为高速列车的安全正点运行提供良好的动力保障。     

高速铁路双边牵引供电系统建模与适应性分析

构建了高速铁路双边牵引供电系统仿真计算模型,计算分析了牵引网电流分布、均衡电流大小、电压损失等主要技术指标,并仿真验证了双边牵引供电系统较单边牵引供电系统可显著提升牵引供电能力,为双边供电方式下牵引供电方案优化设计提供了重要基础;同时在牵引供电系统双边供电方式下,计算了外部电源电网潮流,优化了供电方案,以适应电网对安全稳定运行的约束,对双边供电技术的推广应用具有重要意义。     

高速铁路牵引供电系统馈线保护问题分析

围绕高速铁路牵引供电系统馈线保护问题展开探讨,分析牵引供电系统的供电方式,并结合高速铁路牵引供电系统供电能力进行分析,以期为高速铁路牵引供电系统馈线保护问题提供参考。     

电网安全稳定控制系统可靠性评估

对电网安全稳定控制系统(简称稳控系统)的可靠性进行评估是开展其可靠性设计的必要前提,对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。首先,综述了电网二次系统可靠性评估指标和可靠性评估方法的研究现状,将可靠性评估指标从时间和概率两个方面进行了归类,总结了四种可以研究稳控系统可靠性的分析方法。然后,分别采用马尔可夫状态空间法和蒙特卡罗方法对稳控系统典型工程应用案例进行可靠性计算评估,比较了两种方法在小型稳控系统可靠性分析中的适用性,推导出装置失效率和修复率与系统可用度的数学表达式。最后,通过对比分析前述两种可靠性分析方法的优缺点,提出综合应用各种可靠性分析方法进一步深化研究大型复杂结构稳控系统可靠性的建议。     

一种基于牛顿法的交流高速铁路牵引供电潮流计算方法的研究

在采用AT供电方式的交流高速铁路系统中,当有列车快速通过相邻的两个AT时,分析牵引网的电压是非常困难的。在此背景下,探讨了一种在AT(autotransformer)供电方式下,高速铁路牵引供电系统潮流计算的新方法,并在该算法的基础上提出了一种基于牛顿法的改进迭代求解方法。仿真结果说明,改进算法能够达到原算法相同的计算结果,且改进算法具有更快的收敛速度,利用改进后的算法可以正确计算出列车运行时的牵引网电压分布。该改进的计算方法可望在高速铁路牵引供电系统仿真中得到应用。     

电气化铁道牵引供电系统电压水平评估

从牵引供电系统电压水平影响因素出发,利用多导体传输线理论推导了牵引网电压损失公式,分析了不同供电方式、不同进线短路容量、不同牵引变压器容量对供电系统电压损失的影响,提出了改善牵引网供电电压水平最有效的措施,即尽可能地减小牵引网电压损失。建议采用AT供电方式。此外,还分析了牵引网电压损失的实际值与工程值,提出了利用电压降模值计算高速铁路牵引网电压损失的方法。研究表明,该方法能有效评估实际牵引网供电臂末端电压水平。     

一种基于牛顿法的交流高速铁路牵引供电潮流计算方法的研究

在采用AT供电方式的交流高速铁路系统中,当有列车快速通过相邻的两个AT时,分析牵引网的电压是非常困难的.在此背景下,探讨了一种在AT(autotransformer)供电方式下,高速铁路牵引供电系统潮流计算的新方法,并在该算法的基础上提出了一种基于牛顿法的改进迭代求解方法.仿真结果说明,改进算法能够达到原算法相同的计算结果,且改进算法具有更快的收敛速度,利用改进后的算法可以正确计算出列车运行时的牵引网电压分布.该改进的计算方法可望在高速铁路牵引供电系统仿真中得到应用.     

基于多层免疫模型的高铁牵引供电系统健康监测与评估

及时准确地评估高铁牵引供电系统的健康状态有利于保证高速机车运行的安全准点。为实现对牵引供电系统运行状况及健康状态的监测及评估,借鉴生物系统的免疫原理,提出了分层免疫监控模型,利用免疫agent对牵引供电系统状态进行监测,利用层次分析法(analytical hierarchy process,AHP)确定不同层次之间的影响权重,将各设备传感器的输出作为抗原输入,可对牵引供电设备及系统的健康状态做出定量评估。京沪高铁无锡—昆山段供电系统的分析结果表明,该方法能对供电系统的运行状态有直观地认识,有利于对故障的设备进行及时准确地处理。     

高速铁路全并联AT牵引网状态测控方案与仿真分析

为了有效提高牵引网的供电可靠性和持续性,针对现有高速铁路牵引变电所继电保护系统所存在的不足,提出了一种全并联AT牵引网状态测控系统方案。通过阐述其基本原理和系统构成,利用故障潮流符号值法,给出了各种类型牵引网短路时的故障判断方法。结合牵引网分段供电,对一实际工程算例进行了Matlab/Simulink建模和仿真分析。结果表明,该模型能够实现故障切除与恢复供电,达到了缩小停电范围和提高牵引网供电可靠性的目的,验证了该方案的正确性和有效性。     

高速铁路Vx牵引变压器供电方式优化研究

针对我国高速铁路运行现状,提出一种新的牵引供电优化方案。通过对某客运专线的实测负荷数据分析,计算出其Vx牵引变压器在所提方案下的温升与寿命损失,从而提出可通过改进现有的供电方式,以实现高速铁路经济优化运行。     

基于有源滤波器和V/x结线的同相牵引供电系统

电气化铁道牵引供电系统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。将有源滤波器与V/x结线变压器和自耦变压器供电方式有机结合,构造出新型同相供电系统。通过以检测并得到的同相综合补偿电流为参考,控制有源滤波器消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。该系统各供电区段电压相同,可以取消分相绝缘器;变压器成本低,省出口自耦变压器;继承了自耦变压器供电方式通信防护效果好,综合经济技术性能优越的特点。仿真证实平衡方式和检测方法是正确的,同相供电系统方案是可行的。     

同相牵引供电系统PWM整流环节仿真的研究

当前牵引供电系统均采用异相供电技术,各供电区段需要用分相绝缘器分隔,电力机车在运行中会出现停电过分相区和带电闯分相区的情况,严重影响了电气化铁路高速、重载的发展,而且电气化铁道的牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量的谐波和无功。本文就是针对现有的问题提出了一种新型的牵引供电系统,其中对整流部分进行了设计,有效解决了三相不平衡运行,实现了同相供电,解决了过电分相等问题。并建立PWM整流控制系统的Simulink仿真模型,进行仿真分析,结果表明该设计是可行的。     

电气化铁路新型电缆供电方案

电分相和电能质量问题是制约我国高速铁路发展的主要技术问题,为了适应高速铁路发展的需要,可采用新型电缆供电方式。在考虑电缆间耦合作用的基础上,计算了单相电缆的电气参数。基于电缆牵引网等值电路推导了单、复线电缆牵引网的电流分配规律与等效阻抗。以实际线路为例完成了新型电缆供电方案的设计,确定了主变电所容量、牵引变压器容量和各区段的电缆选型,并就所提方案进行了可行性验证和经济性分析。仿真结果表明,所提新型电缆供电方案在空载和负载条件下,电缆和接触网的电压水平均在相应的电压允许范围内,满足牵引供电需求;与已有牵引供电方案相比,新型电缆供电方案具有较明显的经济效益。     

模糊Petri网在高速铁路牵引供电系统故障诊断中的应用

指出在高速铁路牵引供电系统故障诊断中应计及所获取的保护和开关动作信息的不确信性和模糊性,基于此,将模糊Petri网(fuzzy Petri net,FPN)应用于牵引供电系统的故障诊断.考虑到牵引供电系统保护的特殊性,进行了第2次推理;针对越区供电时馈线远后备保护覆盖元件多的特点,增加了推理条件以保证推理的正确性;根据...     

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。     

新型同相牵引供电系统方案

针对电气化铁道牵引供电系统存在大量的负序、谐波、无功,以及相邻供电区段分相绝缘器引起的列车速度和牵引力损失等问题,将YN,vd平衡变压器和综合潮流控制器(IPFC)有机结合,构成新型同相牵引供电系统。该系统基本消除了三相不平衡,并使谐波含量尽可能好,从根本上解决了铁道部门与电力部门的主要矛盾。取消电分相环节,顺应了客运高速化、货运重载化的时代趋势。讨论了同相供电系统的结构、平衡变压器的性能,并分析了IPFC的结构、平衡变换原理以及控制策略。仿真结果验证了该方案的可行性。     

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。