柔性中压直流铁路牵引供电系统分布式协调控制策略

柔性中压直流铁路牵引供电系统可缓解传统工频单相交流25 kV铁路牵引供电系统存在的电能质量问题并取消电分相。针对柔性中压直流铁路牵引供电系统中并联牵引变电所的协调控制问题,提出了一种分布式协调控制策略。该控制策略由两级控制组成,牵引变电所的一级控制通过下垂控制实现负载功率的一次分配。二级控制与相邻牵引变电所进行信息交互,利用有限时间一致性算法,实现各牵引变电所输出电压平均值二次调节。该控制策略在维持牵引网直流电压稳定的同时,实现负载功率的就近分配,减小了系统供电损耗。当某牵引变电所超负荷或故障退出时,可由距其最近的牵引变电所补充出力,避免供电中断事故,提升了牵引供电系统的供电可靠性。进一步地,建立详细的柔性中压直流铁路牵引供电系统仿真模型,模拟真实的机车运行工况,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

24 kV柔性直流牵引供电系统潮流计算方法与供电特性分析

潮流分析对于研究24 kV柔性直流牵引供电系统的供电特性具有重要意义，但多层级控制导致柔性直流牵引网的潮流分布更为灵活复杂，使得原有直流牵引供电系统的潮流算法不再完全适用。为此，该文在原有直流牵引供电系统潮流计算方法的基础上，建立24 kV柔性直流牵引供电系统的“控制器-源-网-车”一体化潮流计算模型，详细分析潮流计算与控制器迭代的交互过程，提出一种连续线性潮流法和比例积分控制器（SLPFM-PI）交替迭代的潮流计算方法，以求解考虑多层级控制策略下的牵引网潮流。此外，基于潮流计算，以机车运行电压、接触网载流量为限制条件，分析24 kV柔性直流牵引变电所的供电距离，并研究了不同控制方案下系统供电特性的差异，结果表明该系统控制方案的设计中应减小机车功率的远距离、跨区间传输。     

重载铁路典型牵引变电所电能质量测试与评估

重载铁路牵引供电系统相较于普速铁路牵引供电系统具有牵引电流大,电力机车类型多、数量多,交Ｇ直型、交Ｇ直Ｇ交型电力机车混跑及负载移动速度慢等特点,导致无功、负序和谐波等电能质量问题变得更加突出,给电力系统及牵引供电系统的稳定运行造成了不良影响.对此,利用专业电能质量测试装置,对国内某重载铁路线上的典型牵引变电所开展供电品质综合测试,并基于国家相关标准定量评估该牵引变电所功率因数、谐波、负序、电压偏差等电能指标及牵引网网压波动特性,这对于保证重载铁路安全供电和正常运输秩序具有重要意义。     

模块化多电平变流器型中压直流牵引供电系统控制方法研究

针对当前交流电气化铁道存在的电能质量和过分相等问题,研究一种适用于高速铁路的模块化多电平变流器(MMC)型中压直流牵引供电系统(MVDC TPSS)。针对系统运行控制问题,提出一种多牵引变电所(TSS)并联运行协调控制方法,用于抑制牵引网直流电压的波动,提高牵引网直流电压水平,使系统具备更高的可靠性与即插即用性能。从MMC的等效简化模型出发,建立MMC型牵引变电所的控制小信号模型,推导出牵引变电所输出电流与牵引网直流电压间的小信号传递函数,研究输出电流前馈控制对系统动态性能的影响,分析在牵引负荷移动时控制系统的稳定性。最后搭建详细仿真模型,模拟实际牵引供电系统的运行工况,验证所提控制方法的有效性。     

中压柔性直流铁路牵引供电系统运行域模型

中压柔性直流铁路牵引供电系统因能解决现有电气化铁路存在的过分相和电能质量问题而受到广泛关注。本文提出中压柔性直流铁路牵引供电系统的运行域模型,旨在通过对最少变量的监测实现系统供电安全性评价。首先,介绍中压柔性直流铁路牵引供电系统的结构。然后,依次建立工作点向量、系统等式约束、系统不等式约束,形成中压柔性直流铁路牵引供电系统运行域模型,并给出模型的解析化求解方法。最后,通过算例求解得到机车牵引电流和机车运行位置需满足的运行域解析表达式,实现对中压柔性直流铁路牵引供电系统的供电安全性评价。本文工作可为中压柔性直流铁路牵引供电系统的安全运行和调度提供参考。     

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。     

市域铁路典型牵引变电所电能质量测试与评估

市域铁路牵引供电系统相较于其他铁路牵引供电系统具有行车密度大、速度快、站间距短等特点,导致电压不平衡度、电压偏差、谐波等问题更加突出。以某市域铁路线路上的典型牵引变电所为例开展电能质量综合测试,并基于国家相关标准,对该牵引变电所电压不平衡度、电压偏差、谐波等电能质量指标进行了定量评估分析,为市域铁路电能质量问题的综合治理提供了依据。     

地铁直流1 500 V开关柜框架泄漏保护探讨

0 引言 地铁直流1 500 V开关柜的正极与柜体发生故障时,对设备尤其对人身安全会造成严重威胁,本文介绍针对此而设立的保护装置的原理。 1 地铁直流供电系统构成 广州地铁直流供电系统主要由牵引降压变电所、架空接触网系统2部分组成。牵引降压变电所将来自110 kV/33 kV主变电站的交流33 kV电压经降压、整流变为直流1 500 V后,通过直流开关柜向接触网供电。直流牵引供电系统接线如图1所示。     

BZJT-Ⅰ型变压器变比组别极性综合测试仪

牵引变电所是电气化铁道的心脏部分。它将电力系统的110kV(或220kV)三相电源降压为三相或者两相27．5kV电源,通过两侧的供电臂(即接触网)为电力机车提供电源。在铁路牵引供电系统中广泛应用的斯科特、逆斯科特、平衡式变压器,都是一种由三相变两相的特殊变压器(逆斯科特变压器是由两相逆变为三相,作为变电所用或10kV动力电源)。     

铁路10kV电力电缆屏蔽层感应电压计算分析

为了将铁路10kV电力电缆屏蔽层感应电压控制在合理的范围内,根据电气化铁路供电系统的特点,采用ATPdraw软件仿真和理论分析的方法,仿真计算电气化铁路供电系统(即牵引供电系统和电力电缆供电系统)对电力电缆屏蔽层感应电压的影响,分类讨论在不同输电线路长度下基于屏蔽层感应电压的电力电缆屏蔽层接地方式选择。仿真计算结果表明,通过改变牵引供电电流相位、幅值以及调整电缆间距可以有效地降低电力电缆屏蔽层感应电压。同时给出了在三种接地方式下,当牵引供电电流相位改变时,电力电缆最大敷设长度与电缆间距的关系。     

高海拔山区铁路牵引供电系统——问题、挑战与对策思考

我国西部高海拔山区铁路部分区段面临沿线缺乏有力电网支撑,外部电源系统极端薄弱,途径复杂大坡道高原山区,建设难度大。高海拔山区铁路对牵引供电系统的技术要求非常特殊,对外部电网接入方案、牵引变电所供电能力、电源备用方式、长大坡道电分相处理方案等诸多方面提出了极为特殊的要求。该文从输电网–牵引变电所协同规划、长大坡道对牵引供电系统电压抬升影响、客货混跑下牵引供电系统谐波稳定性问题3个方面,分别剖析高海拔山区铁路牵引供电系统安全运行所面临的难题。然后,通过梳理总结已有文献研究,依次从考虑列车负荷和风光新能源不确定性的输电网随机规划方法、长大坡道下牵引负荷准确模拟与电压抬升机理分析、电力机车–牵引网系统宽频带谐波稳定性分析与振荡抑制措施3个角度对上述问题进行初步分析,同时给出了可能的解决方案,为高海拔山区铁路安全运行研究提供了借鉴。     

高速铁路牵引变电所智能化建设方案研究

智能牵引变电所是智能牵引供电系统的核心,由智能化一次系统、广域保护测控系统和智能辅助系统构成。为提高目前在建高铁牵引供电系统智能化水平,探讨并提出了针对其牵引变电所的智能化改造方案。     

智能牵引变电所关键技术的探讨

国家提出了建设中国特色的智能电网的总体目标和实施规划,智能变电站作为其中的一个环节正在试点和推广的过程中,借鉴电力系统的建设经验和技术来构建智能牵引供电系统架构。但是,牵引供电系统和电力系统相比有很多特别的地方,需要将智能变电站的技术和牵引供电的特点相结合,建设满足铁路供电需求的智能变电所,即将智能变电站的思想引入牵引变电所,使其具有一次设备智能化、信息交换标准化、系统高度集成化、运行控制自动化、保护控制协同化、分析决策在线化等技术特征。     

广州地铁电力监控系统

广州地铁1号线全长18.48km,全线共有16个车站,1个车辆段;其供电系统的主供电源为交流110kV/33kV,牵引电压为直流1500V.各牵引站由交流33kV环网供电,降压变电所为动力、照明、信号等提供电源.电力监控系统将对分布在沿线的2个110kV/33kV主变电所、8个牵引降压混合变电所及25个降压变电所的供电设备及接触网电动隔离开关设备的运行状态进行监视控制和数据采集.     

用于电铁平衡化补偿的SVG研究与应用

在电气化铁路牵引供电系统中,单相27.5 kV机车为主要不平衡负荷,针对V/V牵引变压器铁路供电系统提出平衡化补偿方案。在补偿形式上,链式角接静止无功发生器（SVG）直接并联于27.5 kV接触网和铁轨;在控制策略上,基于瞬时无功功率理论提取负载电流的正序和负序分量,并从零序环流注入的角度考虑直流侧电压的平衡问题,进而生成包含正序、负序和零序电流在内的总的相电流指令,由此提出正序零序电流比例积分（PI）控制与负序电流积分控制相结合的控制方法。根据该控制方法,搭建了Matlab仿真模型,对主要控制环节的作用进行了验证。该方案在国内某铁路牵引变电站取得了成功应用,简要说明了链式角接SVG在该项目的安装及补偿情况,分析了运行效果,验证了该补偿方案的有效性与实用性。     

新建重载铁路线万吨列车试验牵引供电数据分析

基于瓦日线重载铁路组合万吨和单元万吨试验列车通过期间牵引供电系统的运行数据,从牵引变电所系统容量、主变容量、馈线供电能力等方面进行分析,说明瓦日线瓦塘-临县北区段牵引供电系统能满足正常供电方式和越区供电方式下开行组合万吨和单元万吨重载列车的条件。     

采用专用轨回流系统对供变电系统的影响分析

通过对比走行轨回流和专用轨回流两种制式牵引供电系统,阐述了专用轨回流系统能彻底消除杂散电流危 害的原因,并分析了采用专用轨回流系统对供变电系统在牵引变电所分布、直流牵引供电系统继电保护、综合接地系 统和杂散电流腐蚀防护系统等方面的影响,最后进行走行轨回流和专用轨回流两种制式供变电系统工程数量及投资的 对比分析.     

计及铁磁材料饱和特性的直流牵引供电系统仿真研究

为准确模拟直流牵引供电系统暂态过程,笔者提出并建立了一种计及铁磁材料饱和特性的仿真模型.基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,建立包含计及铁磁饱和特性钢轨模型、24脉波整流机组模型在内的直流牵引供电系统仿真模型.通过比较仿真结果,该模型能更加准确模拟系统的暂态过程.     

基于牵引计算的牵引变电所馈线电流仿真计算

传统的交流电气化铁道牵引供电系统仿真一般采用单一的供电系统仿真计算软件,忽略了供电系统和列车牵引运行的内在联系,从而影响了仿真结果的精度.本文详细叙述了如何构建包括列车牵引计算模块和牵引供电系统潮流计算模块在内的综合仿真软件,给出了仿真系统的主体流程,并分析了如何实现牵引变电所馈线电流的仿真计算.分析比较了求解交流牵引供电系统潮流的现有方法,针对其R/X较大的特点,采用了改进PQ分解法求解系统潮流,并利用一个10机车系统进行了实际验证,计算表明该方法性能优良,是求解交流电气化铁道牵引供电系统潮流的有效方法.最后利用所开发的软件成功地仿真了一条具体线路牵引变电所馈线电流随时间变化的过程,验证了其实用性.     

静止无功发生器在牵引供电系统中的分析

针对电气化铁路中存在的无功、谐波和负序等严重影响电能质量的问题,研究静止无功发生器(SVG)在牵引供电系统中的综合补偿作用.分析了SVG装置对牵引负荷的综合补偿原理,并提出了三相系统补偿电流的检测方法和综合补偿的控制算法,再结合我国路某一铁路牵引变电所的运行数据进行仿真分析,结果表明:SVG具有控制灵活、调节速度快、调节范围广、连接电抗小、谐波量小等优点,能够有效治理电铁中存在的电能质量问题.