计及系统级控制的柔性直流牵引供电系统潮流计算方法

柔性直流牵引供电系统是城轨交通牵引供电技术的重要发展方向,而潮流计算是对其进行分析和设计的重要依据.柔直牵引供电系统的潮流分布直接受到系统级控制的影响,因此需要在潮流计算中计及系统级控制.本文基于高斯迭代法,研究了柔直牵引供电系统的建模问题,设计了能可靠收敛的潮流算法,解决了在柔直牵引供电系统潮流计算中考虑系统级控制问...     

城市轨道交通柔性直流牵引供电系统钢轨电位快速计算方法EI北大核心CSCD

近年来,柔性直流牵引供电系统由于能够灵活控制电压,提高再生能量利用率,越来越受重视。钢轨电位是柔性直流牵引供电系统设计的重要依据和安全稳定运行的重要指标。由于全控变流器和协同控制的引入,柔直系统钢轨电位分布特性与传统系统有显著差异,并且在钢轨电位计算精度和速度方面提出更高要求,有必要研究柔直系统钢轨电位的高效建模计算方法。文中提出一种接触网与回流网解耦的两阶段潮流计算法,提高柔直系统潮流计算的效率,并基于此分析钢轨电位的时空分布特性,发现钢轨电位的重要影响因素为柔直系统的端口电压,为钢轨电位实时抑制控制策略提供一定理论基础。     

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。     

地铁直流牵引供电系统的接地保护

基于地铁变电站直流电力设备的不同安装方式,介绍了地铁直流牵引供电系统几种不同的接地保护方式及其特性,指出了今后地铁直流接地保护的研究方向 。     

新型24kV柔性直流铁路牵引供电系统分层控制策略研究

相比于传统25kV工频单相交流牵引供电系统,24kV直流铁路牵引供电系统在电能质量治理、增加供电距离、易于可再生能源接入等方面更具优越性.针对24kV直流铁路牵引供电系统中多个并联运行牵引变电所的协调控制问题,该文提出一种基于离散时间动态一致性算法的分层控制策略.该方法通过一层控制和二层控制实现各直流牵引变电所根据其额...     

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。     

不同位置再生制动能量吸收装置下直流牵引网潮流计算对比分析

城市轨道交通列车运行时广泛采用再生制动方式,再生制动能量回馈至接触网后被附近运行列车吸收,剩余再生制动能量通过再生制动能量吸收装置吸收以限制接触网压过高。目前,再生制动能量吸收装置安装位置主要有列车安装和变电所安装,不同安装位置下,列车再生制动能量引起对直流牵引供电系统的影响不同。分别建立两种再生制动类型下直流牵引供电系统潮流计算模型,仿真分析了多列车多变电所并列运行下,不同位置再生制动能量吸收装置对牵引供电系统电压、电流及再生制动功率分配的影响。     

含多端柔性直流的大电网潮流联立计算方法研究

多端柔性直流具有控制灵活、可接入性强、损耗低和可靠性高等优点,是解决新能源消纳问题的有效途径。潮流计算是大电网分析的基础,但是交替求解方法在某些情况下收敛性较差。为改善含多端柔性直流的大电网潮流计算的收敛性,文章给出了直流电网模型方程,采用直流系统和交流系统方程联立求解的思路,设计了大电网潮流联立求解计算的流程和方法,提出统一方程维数、切换方程类型的处理方式解决节点控制类型变化引起的雅可比矩阵维数变化问题。采用MATLAB编程实现了提出的算法,并利用含浙江舟山五端柔性直流的大电网实际算例与交替求解方法进行分析比较,结果验证了所提方法的正确性以及收敛快、精度高、适应性强的优点。     

高速铁路牵引供电系统供电能力评估方法

针对高速铁路牵引变电所的供电能力评估,归纳了牵引变电所供电能力指标体系,主要包括电压水平、载流量、牵引变压器寿命损失三个方面,并给出了各个供电能力指标的计算方法,在此基础上,结合某高铁牵引变电所现场实测数据,评估了其供电能力。     

基于恒功率负荷的牵引供电系统潮流计算

采用电力系统的潮流迭代算法进行牵引供电系统潮流计算。建立了牵引供电系统数学模型,将机车负荷作为恒功率模型,根据机车负荷和供电电压,分别采用牛顿-拉夫逊法和前推回代法,进行了直供和AT牵引供电系统潮流计算,通过典型算例比较了其与传统简化方法(机车负荷为恒电流模型)在机车网压计算的差异。结果表明,传统算法误差较大,尤其是在高速重载工况下误差更大,而电力系统潮流迭代方法进行牵引计算的精度更高。     

南京地铁供电网络交直流潮流计算

通过直流网络、交流网络处理和交直流迭代,对地铁这一特殊负荷给出了较全面的分析步骤。详细分析了固定拓扑法、线性化友网络法等涉及到的关键技术。最后将仿真结果与实测数据比较,所编程序对地铁观光试运行的仿真结果与实例数据基本吻合,可为南京地铁的运行与供电网络间的互相影响研究提供有效的手段。     

电气化铁路牵引供电系统车网耦合的潮流计算方法

以多导体传输线模型为基础,推导了牵引变电所和分区所等值电路,构建了适用于不同结构和供电方式的牵引网统一数学模型。对列车牵引传动系统利用参数辨识的方法,建立了感应电动机并联静止负荷的数学模型,实现对列车更准确建模。以此为基础,开发了基于车网耦合潮流计算的电气化铁路牵引供电系统仿真软件。实例计算表明,该方法充分考虑列车与牵引供电网的交互影响,能够更真实地反映牵引供电系统的潮流分布,具有重要的工程应用价值。     

考虑节点控制模式的柔性直流电网潮流线性化计算方法

提出了考虑节点控制模式的柔性直流电网潮流线性化计算方法。根据线性网络的叠加原理,将直流电网潮流分布分解为定电压控制节点和定功率控制节点两部分贡献的叠加。通过推导直流电网节点注入功率和节点电压对支路潮流的灵敏度,实现了直流电网潮流分布的线性表达。将所提方法与已有文献的算例进行对比分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

计及新能源接入的柔性牵引供电系统区间最优潮流研究

传统电气化铁路存在以负序为主的电能质量问题及电分相问题,严重影响铁路运行安全和效率,一种基于三相-单相全交直交变流器的新型柔性牵引供电系统能够有效解决该问题.以接入储能装置及光伏的柔性牵引供电系统为研究对象,以功率平衡、系统运行边界为约束,以牵引变电所日运行成本最低为目标,考虑光伏的不确定性和牵 引负荷的波动性,建立区间最优潮流模型,最后利用 YALMIP工具包和 GUROBI求解器进行求解.算例分析结果表明,储能装置和光伏接入柔性牵引供电系统后,系统日运行成本最高可降低30.49％.     

直流牵引供电系统短路计算模型分析

分析了现阶段地铁直流系统短路计算存在的问题,对地铁直流供电系统短路计算模型进行了分析与改进,建立了一套符合保护整定和校验要求的故障计算模型。分析了地铁直流系统稳态短路计算误差产生的原因,从机组等效和拐点电流两方面给出了减小误差的方法,并给出了优化后的程序计算流程。介绍了直流侧出口和远端短路暂态电流的计算模型,在此基础上提出了一种通过超调量来区分出口、近端、远端短路故障的方法,以及近端短路暂态电流的计算方法。仿真验证表明,上述计算模型和方法在计算误差和完整性方面满足保护整定与校验要求。     

地铁直流牵引供电系统中的DDL保护

分析了地铁直流牵引供电系统中几种常用的馈线保护类型,发现现有的保护方法很难避免跳闸保护拒动或误动现象的发生,并且不能保护馈线的全长。以电流上升率保护和电流增量保护为基础,提出了一种新型的DDL保护方法及整定原则,并推导出了完整的动作方程。该方法有效地避开了列车启动电流的影响,不但可以迅速切除近端的短路故障,而且通过延时跳闸还可以切除远端短路故障。仿真结果表明该方法设计合理,切实可行。     

一种基于直流法潮流的快速潮流计算方法

直流法潮流在交流潮流模型的基础上根据实际电网特点做出合理假设,在确保较高准确率的情况下大大简化了潮流计算过程。提出了一种基于直流法潮流的快速潮流计算方法,可通过手工计算快速得到计算结果,可应用于电网规划设计、运行方式安排及调度操作等。通过实际电网算例证明,该方法计算简便快速,在对电网进行合理简化的基础上该算法的计算精度一般可达90%以上,完全可以满足工程计算的要求。     

新型牵引供电系统直流侧二次波动分析与抑制

为解决传统牵引供电系统中存在的电能质量和过分相问题,介绍了一种基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统(MMC-MTDC)的新型牵引供电系统。分析了新型牵引供电系统中出现的直流电压、电流二倍频波动问题,主要有两方面原因:一是受端单相H桥型模块化多电平换流器(SPH-MMC)正常工作时内部环流将流入直流侧引起直流电压、电流二倍频波动;二是送端三相MMC因电网电压不平衡时桥臂中存在的零序电压分量造成直流电压、电流二倍频波动。为此,对于SPHMMC基于准比例谐振控制器和二阶广义积分器设计环流抑制控制器;对于三相MMC设计无需锁相环和无需电流正、负序分解的电网不对称故障控制器,利用电压补偿技术设计直流侧二倍频波动抑制器。最后,以三端单相-三相MMC-MTDC仿真模型为例验证该文的分析结果和所提出的控制策略。     

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.     

计及多端口直流潮流控制器的直流电网潮流计算

基于含模块化多电平换流器的多端口直流潮流控制器(MDCPFC)的工作原理,提出了一种计及MDCPFC的直流电网潮流计算方法。该方法将加装的MDCPFC用安装支路端点的节点注入功率的修正量来表示,使得运算简便,从而提高了运算效率。以舟山五端柔性直流工程为例,通过对比加装MDCPFC直流电网的潮流计算结果与PSAT软件计算结果以及加装2个直流潮流控制器的计算结果,验证MDCPFC的控制效果更好。