铁路运行的电能质量影响(二):影响分析

电气化铁路负荷易对电网母线造成较严重的电能质量污染,有必要通过建模分析。作为2篇系列文章的第2篇,在第1篇文章的建模基础上,重点对电气化铁路可能出现的不同类型列车在不同工况运行时对变电站母线电能质量的影响进行了对比分析,即:分别针对电气化铁路无车、有1辆客车运行、有1辆货车运行和有2辆货车运行的4种典型工况,针对电气化铁路运行对220 kV三相母线电压波动、谐波、三相不平衡的影响进行了仿真对比。     

计及电能质量约束的高铁负荷接入主网规划

由于大量工程项目规划阶段未预先考虑可能引起的电能质量问题,非线性污染性负荷的大规模接入易引起系统严重的电能质量问题。本文从铁路部门及电网的利益主体出发,以双方电能质量指标为约束条件,考虑主网变电站间隔投资成本,提出了一种在规划阶段适用于主网的高铁负荷接入方法。结合高铁牵引负荷的功率不确定概率模型,利用蒙特卡洛法及直流潮流法,建立了高铁负荷概率潮流分析模型。针对高铁负荷特性,以双方电能质量指标为约束条件,建立了以投资费用最小为目标的高铁接入电网机会规划约束模型,并采用线性递减粒子群算法对该模型进行求解。最后,以贵州某实际高铁建设工程对该线路接入电网规划方案进行了实例研究。仿真结果表明,某些供电距离较短、短路容量较大的110 k V变电站能够满足高铁供电要求。     

基于ETAP的风洞电能质量预测评估

由于风洞实验室主要负荷(大型用电设备)多为断续式运行,其非线性、波动性以及变频设备对接入电网电能质量产生一定的影响,为评估风洞不同工况运行对系统变电站的电能质量影响,从辽宁电网和风洞实际运行情况出发,建立了基于ETAP的风洞接入电网仿真模型,评估了风洞负荷引起系统侧变电站的电能质量污染,为风洞电能质量治理方案及无功补偿装置配置提供依据。     

应用ETAP软件分析电气化铁路对电网的影响

电铁负荷属整流负荷,具有非正弦性、不对称性及间断性特点,在运行中会产生大量谐波和负序电流,引起接入点电网电压波动,导致网侧变电站的保护装置、故障滤波装置频繁启动,影响正常生产。为防止电网受到进一步污染,在电气化铁路接入电网前应用ETAP软件对其进行电能质量影响的评估,分析电气化铁路对电网造成的谐波、电压三相不平衡、电压波动等情况。,对存在的不符合国家标准的电能质量问题加以整改,在用电设计中同步进行治理设计,根据实际超标容量加装补偿装置,将消谐装置应用于牵引站。以防止电气化铁路负荷对电网影响的进一步扩大.     

京沪高铁电能质量监测系统的建设与应用

为了研究高铁负荷对电网电能质量的影响,开发建设了京沪高铁电能质量监测系统,监测范围包含为京沪高铁27个牵引站供电的全部54条供电线路。在常规电能质量指标监测的基础上,还针对高铁负荷,增加了高频谐波、冲击电流、相间功率和序分量功率等的监测。利用监测系统的数据统计分析模块,总结了高铁负荷特性,并对京沪高铁引起的谐波和负序等电能质量问题进行了分析。     

应用ETAP软件分析电气化铁路对电网的影响

电铁负荷属整流负荷,具有非正弦性、不对称性及间断性特点,在运行中会产生大量谐波和负序电流,引起接入点电网电压波动,导致网侧变电站的保护装置、故障滤波装置频繁启动,影响正常生产。为防止电网受到进一步污染,在电气化铁路接入电网前应用ETAP软件对其进行电能质量影响的评估,分析电气化铁路对电网造成的谐波、电压三相不平衡、电压波动等情况。对存在的不符合国家标准的电能质量问题加以整改,在用电设计中同步进行治理设计,根据实际超标容量加装补偿装置,将消谐装置应用于牵引站,以防止电气化铁路负荷对电网影响的进一步扩大。     

高速铁路牵引负荷对湖南电网的影响

结合近年来湖南电网及高速铁路规划布局,本文从电网静态安全潮流控制、无功电压平衡等方面对高铁牵引负荷对湖南电网的影响进行分析。基于以上分析,为减少高铁牵引负荷对电网带来的不利影响,本文为调度运行专业人员合理安排电网运行方式、计划检修工作及调整控制电网运行潮流及电压提供了建议措施。     

电气化铁路牵引负荷接入电网对风电场影响仿真分析研究

电力牵引机车是大功率的单相整流负荷,具有非线性、不对称、波动性大的特点;供电臂内列车的数量和每一列机车的运行状态呈随机波动性,会造成电网电压波动,导致电能质量出现问题。针对兰新二线电气化铁路（以下简称“电铁”）牵引负荷运行密度大、速度高、距离风电场近等特征,利用电力系统综合分析程序PSASP以及ETAP仿真软件对电铁负荷运行引起的电压和频率偏差、电压波动及谐波等问题的机理进行了仿真建模计算,重点分析了牵引变电站接入电网对风电场机组产生的影响。     

高铁污染性负荷接入电网规划模型

高铁牵引负荷合理接入对电网和铁道部门具有重大的意义。从铁路部门和电网的双方利益主体出发,从规划的角度,建立了高铁污染性负荷接入电网规划模型。在分析高铁负荷对电网供电需求基础上,建立了高铁负荷接入电网影响分析模型及电力系统向高铁负荷供电的可靠性评估模型,并给出了高铁牵引负荷接入电网PCC点推荐最小短路容量。最后提出了高铁接入规划流程框图,结合贵州某实际高铁建设工程,对提出的规划模型进行了实例研究。     

高速铁路牵引负荷对电力系统的影响研究

电气化铁路会给电力系统带来电能质量问题,武广高速铁路投运后,将对广州电力系统产生影响。结合广州段某单相接线牵引供电系统运行情况,分析牵引负荷功率的冲击性和牵引供电电流的不平衡特性,并简要分析供电系统对牵引负荷的承受能力。通过对牵引供电系统实际运行数据的分析,从电能质量相关数据指标上评价了牵引负荷对电力系统的影响,得出目前最大的电能质量问题是电流的三相不平衡问题。指出需要铁路和电力部门在规划建设及运行方面密切配合,共同确保电网安全可靠和供电质量。     

电铁牵引站接入薄弱电网供电质量评估分析

电气化铁路具有输送能力大、能源消耗小、运输成本低、经济效益好和无环境污染等优点,是连通我国东西部的重要“桥梁”。受机车频繁启停、变速等因素影响,铁路负荷具有冲击性强、波动性大等特点。当大功率冲击性铁路负荷接入薄弱电网时,可能会造成电压不平衡、电压偏差、谐波等问题,严重影响电网安全运行,因此有必要对接入电网的铁路牵引变电站进行供电质量评估分析。以某电气化铁路牵引变电站为例开展供电质量综合测试,并基于国家相关标准,对该典型牵引变电站电压不平衡度、电压偏差、谐波、三相电压不平衡度等电能质量指标进行了定量评估分析,为接入薄弱电网的电铁牵引站安全高质运行提供可靠数据支撑。     

电气化铁路牵引变电站现场电能参数的测量分析

我国电气化铁路得到了大力发展。与此同时,电气化铁路牵引变电站负荷作为一种冲击性负荷,给电网电能的准确计量带来了重要影响。通过对电气化铁路牵引变电站现场电能参数的测量分析,分析了冲击性负荷电能表和普通三相电能表的计量结果差异产生原因,为推进非常规负荷电能准确计量技术的推广应用打下了基础。     

基于实测数据和行车运行图的高铁牵引变电站负荷预测方法

为了精确预测高速铁路牵引变电站动态负荷,该文结合实测数据分析了动车组在区间的典型运行过程及其负荷特性。研究基于滑动窗的典型运行过程检测和识别方法,从实测数据中提取典型运行过程的负荷曲线并建立相应的负荷库。针对牵引负荷的动态特性,应用回归模型和概率统计方法建立典型运行过程的动态负荷模型。在此基础上,结合行车运行图提供的车次、时间等信息,提出基于行车运行图的高铁牵引变电站负荷预测方法。仿真算例验证了所提建模方法的正确性和可行性。该预测方法可实现不同行车运行图下高铁牵引变电站能耗的精确预测,可为运行图的调整提供电气方面的参考。     

区域电网电能质量干扰源的监测分析及防治对策

区域电网电能质量干扰源的监测分析及防治对策是保证电网电能质量的重要任务。根据对广西电网典型电能质量干扰源如电铁牵引负荷、交流电弧炉及中频炉用户的监测情况,并结合引发的电网故障、事故实例(包括变电站电容器故障、主变跳闸、保护装置误动等)分析典型干扰源时电网的影响,提出电能质量监测管理和治理对策。     

基于等效变换的牵引负荷建模

建立了一种将牵引负荷等效变换为所接入系统高压侧短时故障模型,通过分析斯科特型牵引变压器的接线方式,将二次侧牵引负荷变换至一次侧,并作为短时网络故障接入公用电网,可同时描述牵引负荷的冲击性、非线性及不对称性。基于PSASP软件分别对负荷的冲击模型、负荷的等效故障变换模型进行仿真,结果验证了等效故障变换模型的正确性及实用性。通过一地区电网电能质量指标的计算,分析了牵引负荷对地区电网电能质量的影响。     

电气化铁路牵引负荷的支持向量机负序源建模

为研究电气化铁路牵引负荷产生的负序电流对公用电网的影响,必须建立其负序电流源仿真模型.以牵引变电站高压侧母线正序电压和牵引负荷正序电流为激励,牵引负荷注入公用电网的负序电流为响应,运用支持向量机原理建立牵引负荷的负序源模型.牵引负荷运行工况随机可变环境下的仿真数据样本的总体测辨建模结果表明,模型具有良好的描述能力和泛化能力.比较WSCC-9节点系统的负序潮流计算和Matalab仿真平台的运行工况模拟结果,验证了模型的正确性和实用性.     

基于PSCAD/EMTDC的高铁在线运行工况电能质量分析

随着高速电气化铁路的大规模入网,为研究高铁接入后系统侧的电能质量变化特性,在PSCAD/EMTDC软件中搭建CRH2型高铁牵引供电系统仿真模型,从不同角度对所建高铁仿真模型进行了论证,并在对高铁实际运行工况进行匹配分析的基础上,以京-沪高铁南京段为例,分析了高铁实际运行中不同运行工况下系统侧的电能质量变化特性,为高铁电能质量监测分析和治理及实际运行控制优化提供了合理建议。     

牵引供电系统综合负荷模型结构

随着电气化铁路在现代铁路运输中的广泛应用,牵引负荷在电力负荷中所占比重越来越高,对电网产生的影响不容忽视,但当前对牵引变电站综合负荷特性的研究比较薄弱.在系统分析电气化铁路牵引供电系统的组成结构及运行特性的基础上,提出一种基于电气化铁路牵引供电系统实际负荷构成特性的"感应电动机并联牵引电机和恒阻抗"的机理负荷模型.该模型结构简单,物理意义明确,使用方便.基于Simulink仿真平台测量数据的总体测辨建模表明,模型具有良好的描述能力,可以作为研究电气化铁路牵引负荷对电力系统影响的实用负荷模型.     

电气化铁路牵引负荷中负序对有功电能计量方式影响

以电气化铁路牵引负荷产生的负序电能作为研究对象,以改善电能计量方式为研究目的,首先分析了负序电能产生的原因,研究了不平衡负载对电力系统产生的影响;然后讨论有功功率电能计量方式存在的问题,建议设置基于奖惩机制的正序有功电能计量方式;最后搭建了牵引网及恒功率牵引负荷模型。仿真结果表明对称负荷吸收负序电能降低电网不平衡度,不对称负荷释放负序电能并增加了电网的不平衡度,验证了正序有功功率计量方式更合理。     

牵引负荷电能质量发生及传递特性研究

本文基于海南环岛电气化铁路220 k V牵引站和上级220 k V变电站的实测运行数据,研究分析了交直交牵引负荷的功率、负序和谐波发生特性以及在电网中的传递规律,以期为电气化铁路配电网电能质量的分析与治理提供基础数据和理论参考。