考虑双维波动性的地铁冲击负荷网储协同平抑策略

地铁列车频繁启停使其牵引负荷出现短时间大幅度的冲击,容易导致变压器绝缘加速老化、引发主变过载风险。针对这一问题,本文提出一种协同网储的地铁负荷冲击优化策略。首先,基于地铁负荷时序特性剖析冲击性负荷形成机理,建立考虑功率曲线特征的双维波动性指标,定量描述冲击程度。其次,分别以系统经济性最优与负荷冲击最小为上下层目标,建立网架拓扑与储能装置协调控制的双层优化模型,求解最优开关变动及储能调度策略。最后,以上海某地铁线路实际供电负荷为例,结合多场景进行验证分析,结果表明所提方法能有效平抑冲击性负荷,实现供电可靠性与经济性的提升。     

地铁直流牵引网特殊负荷电流波形识别研究

直流牵引网是为地铁车辆提供电能的唯一供电线路,但车辆变速时诱发的特殊负荷电流极易引起馈线保护误动,因而需要引入更有效的特征提取方法来识别出特殊负荷电流。分形维数能敏锐感知直流牵引网馈线电流动态变化,非常适合用于特殊负荷电流与故障电流的区分。首先根据采样速度和运算能力确定时间序列的数据窗长度;其次对同一数据窗长度内的馈线电流信号作插值处理后,依次进行相空间构造、最小二乘法拟合和关联维数计算;最后将计算结果构造成直流牵引网故障模式识别的特征矢量。实验结果表明,嵌入维数m=25时短路故障电流关联维数约为0.5,特殊负荷电流关联维数在1左右。因此设置适当的关联维数故障阈值能有效识别出特殊负荷电流,适合作为直流牵引网馈线保护算法的补偿算法。     

柔性直流配电系统负荷波动对系统过电压及过电流影响研究

柔性直流配电系统因其诸多优势而成为未来智能电网的重要发展趋势,而系统故障中的过电压和过电流分析及其及防护方法研究是其关键技术之一。由于柔性直流配电系统所接入的负荷具有波动性和间歇性等特性,故针对±10 kV两端柔性直流配系统开展了负荷波动对系统过电压及过电流影响研究。分析了故障下电压和电流的产生机理、影响因素以及负荷波动对电压和电流影响情况,并提出了后续研究中负荷的等效建模方法。首先根据两端柔性直流配电系统拓扑结构,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序中建立其仿真模型。其次,根据系统接口设备拓扑结构,理论分析接口设备出口发生单极接地故障和双极短路故障下电压和电流的产生机理、影响因素以及负荷波动对电压和电流影响情况。最后,仿真验证接口设备出口发生单极接地故障和双极短路故障下负荷不同波动方式对电压和电流的影响,并提出负荷的等效建模方法。     

考虑地铁接入配电网的无功优化配置策略研究

特殊负荷具有非线性、冲击性、波动性、三相不平衡等特性,其接入配电系统必然会对电压质量及网络损耗产生诸多不利的影响,本文分析了地铁类特殊负荷接入对配电网电压的影响,并以电压质量改善率、线损率以及投资回收期三者折中作为优化目标,考虑无功、电压以及功率因数的约束,提出了一种含特殊负荷的配电网多场景无功优化配置模型,并采用直接比较法求解该模型得到最优补偿方案。仿真算例表明采用适应特殊负荷接入配电网的无功优化配置策略对地铁类特殊负荷进行无功优化配置,具有较强的工程应用价值。     

重载铁路牵引负荷对供电系统电压的影响

朔黄线路的运输能力日趋紧张,为了挖掘朔黄铁路的运输潜力,开行万吨以上的重载列车势在必行。重载列车的牵引功率高、牵引电流大,容易引起牵引供电系统电压波动。测试了重载列车运行时的电压与电流,研究了负荷变化对牵引变电所进线电源及馈线电压的影响,发现牵引负荷增大后变电所进线电压与馈线电压的波动范围都超出了规范的要求,认为线路阻抗与功率因数是造成电压波动过大的原因。最后根据研究结果,提出了稳定牵引供电系统电压的一些措施。     

考虑地铁车辆牵引因素下杂散电流的规律研究

在直流牵引供电系统中,杂散电流将直接影响地铁中电气设备、设施的正常运营,因此研究杂散电流分布特性情况对减小杂散电流泄露、保证运营安全有重要作用。本文将地铁车辆牵引特性引入直流牵引系统,建立了地铁杂散电流和地铁车辆运行特性之间的动态分布模型,分析在牵引特征下杂散电流的分布情况,并且考虑牵引路径中坡度、隧道长度、曲线半径等相关阻力对杂散电流和轨道电压分布的影响。模型结果表明,地铁车辆牵引特性及牵引路径等相关因素对杂散电流的影响值得关注,相关结论将有利于指导地铁内杂散电流的防护工作。     

电铁牵引负荷的构成分析及其功率模型

电铁牵引负荷具有较强的随机波动性和冲击性,为了分析其对局部电网的影响,需要建立合适的电铁牵引负荷功率模型。根据电铁牵引负荷的波动特性,基于波形分解与小波变换,将牵引功率的波动分解为阶跃分量、低频缓坡分量与高频随机分量。对阶跃分量用阶跃序列建模,对低频分量和高频分量用ARMA模型建模。进一步通过再合成,建立了一种基于时间序列的功率模型,能够反映牵引负荷的随机波动性和冲击性。最后采用现场数据进行应用,结果表明,该方法能够很好地拟合实际功率波动曲线,验证了该方法的可行性和有效性。     

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。     

基于实测牵引回流的地铁时变负荷对钢轨电位影响分析

在电气化铁路中列车轨道是牵引电流回流通道的一部分,钢轨对地电位容易对信号电缆芯线产生干扰.通过测试某地铁线路牵引电流回流与钢轨对地电位,验证基于CDEGS软件建立的直流牵引回流系统模型的正确性.以测试样本为依据,结合运行图信息,基于小波变换算法研究地铁时变负荷特性,建立地铁典型负荷模型,分析牵引负荷时变特性对钢轨电位的影响.对多列车不同运行工况下的钢轨电位分布进行计算和仿真,提出降低钢轨电位的方法.     

基于牵引PMSM的地铁直流侧振荡抑制策略探讨

在地铁永磁牵引系统中,逆变器直流侧的负阻抗特性降低了系统阻尼,导致牵引逆变器直流侧易发生电压振荡,从而影响牵引系统的稳定性。为此,建立地铁牵引逆变器直流侧数学模型及小信号模型,得到了直流侧系统的稳定条件,进而提出基于q轴电流补偿的直流侧电压振荡抑制策略,并应用于系列化标准地铁牵引永磁同步电机(PMSM)的控制系统中。通过MATLAB/Simulink仿真及在中车大连电力牵引研发中心有限公司试验中心进行试验,表明基于q轴电流补偿的直流侧电压振荡抑制策略应用在牵引永磁同步电机控制系统中具有较好的性能,牵引变流器直流侧电压振荡得到有效抑制,直流侧电压、d轴电流和q轴电流变化平稳。     

直流牵引供电系统短路稳态电流的计算

直流牵引供电系统短路稳态电流的计算对城市轨道交通牵引供电系统的设计有重要的作用.介绍了直流牵引供电系统的数学模型、短路稳态电流的计算方法及流程图,编写了直流牵引供电系统短路电流稳态值计算的程序和仿真界面,并对上海地铁3号线牵引网发生短路的情况进行仿真,通过与地铁线路短路试验数据对比,验证了其准确性,最后对北京地铁6号线...     

基于AFB的地铁直流馈线保护算法研究

由于线路增长,行车密度增加等原因,地铁直流保护装置会出现误动、拒动的现象,设计更可靠的保护算法非常必要。研究分析了地铁直流牵引供电系统中主要的直流馈线保护方法,以电流上升率及电流增量保护为基础,提出一种基于电压电流变化量的地铁馈线保护新算法。应用AFB流程设计方法,实现了一种方便整定和修改的保护流程。通过仿真结果分析得出:这种新型保护算法能够快速精确地切除非金属接地和远端短路等故障,同时避开了列车启动电流的影响,切实可行。     

直流传动电力机车负荷特性仿真研究

直流传动电力机车作为我国铁路列车牵引动力的主力,其谐波和不平衡特性对牵引供电系统及公用电网的影响不容忽视。本文通过系统研究电力机车运行于稳态和暂态两种工况下的负荷特性,提出了将直流传动电力机车无功特性用电压的二次函数模型进行等效数学描述的思想。并由此得到了交流侧电力机车的负荷模型。     

电气化铁道牵引网馈线电流概率分布

电气化铁道牵引负荷受众多因素影响,使牵引网馈线电流具有随机波动性。为了探寻馈线电流的概率分布规律,给将来新建线路电能质量预测提供帮助,文中基于大量实测馈线电流数据,对馈线电流分布特征进行了分析,采用对数正态分布函数对馈线电流分布概率密度进行曲线拟合,再通过蒙特卡洛法,获得馈线电流样本。最后进行误差分析,分析的结果表明,用对数正态分布函数拟合牵引网馈线电流的概率密度函数是有效的、可行的。     

低压就地无功补偿在冲击性、波动性负荷中的仿真及设计

低压就地无功补偿一般不适用冲击性、波动性变化剧烈的负荷。就此类负荷提出了一种低压就地无功补偿的设计方案,描述了装置设计与实现,包括晶闸管投切电容器(TSC)主电路设计、控制策略以及控制电路结构。通过Matlab仿真和采石厂实际运行,证明该设计能够快速跟踪剧烈的无功功率变化,补偿效果显著,可有效改善电压质量、提高功率因数、保证供电可靠性、降低线路损耗,补偿后平均功率因数高于0.93。     

基于电网电压定向矢量变换的SVC平衡化补偿策略

冲击性负荷会引起供电系统严重的电压波动和三相不平衡,对其进行平衡化补偿具有重要的意义。将矢量控制思想移植到动态无功补偿中,建立晶闸管控制电抗器(TCR)型静止无功补偿器(SVC)平衡化补偿策略。该策略通过在电网电压稳定条件下对负荷电流进行矢量变换,实现其基波正序、负序分量的分离以及基波有功、无功分量的解耦,最后利用低通滤波器检出有用直流信号并计算出补偿电纳。仿真及实验表明,该策略具有较高的精度和优良的动态性能,其补偿效果不受负荷谐波电流的影响。     

基于超短时优化技术的轨交供电尖峰负荷平抑策略

地铁主变负荷是由地铁列车频繁启动、制动产生的冲击性负荷叠加而成,呈现尖峰特性。过高的尖峰负荷会导致变压器绕组引线温度过高,可能降低变压器的使用寿命,严重时还会造成设备损坏,降低了供电网可靠性。本文通过分析单辆地铁列车启动和制动过程来建立短时冲击负荷参数化模型,然后基于各列车速度、位置和客流信息计算各区间段列车冲击性负荷,之后结合供电网拓扑来预测未来一段时间域内的主变尖峰负荷,并通过建立最小化错峰时间和主变负荷的多目标优化模型来对此时间域内的列车启动时刻进行超短时优化,在不影响列车运行时刻表的情况下采用自适应时间域进行优化求解,最大程度减小了列车运行不确定性对负荷预测模型造成的影响,最后通过某地铁线路对本文提出的方法进行验证分析,验证结果表明本方法可以有效地降低地铁主变尖峰负荷。     

基于直流电气弹簧的直流配电网电压波动抑制

直流配电网直接面向直流供用电设备,便于实现可再生能源的并网集成和直流负荷的高效用电,具有重要的应用前景。在直流配电网中,为了平抑由可再生能源引起的节点电压波动,该文提出直流电气弹簧的概念。利用电力电子变换器调节直流配电网中的可控负荷,使其跟随可再生能源出力的波动性和不确定性,实现对波动功率的就地平衡,避免间歇性潮流在配电线路上的传输,从而有效抑制直流配电网的电压波动。针对一个典型的直流配电网,在建立物理模型和电路模型的基础上,利用数学模型分析了电压波动问题的成因及其影响因素;然后提出了直流电气弹簧的数学模型、参数设计、控制策略和有效边界条件,对直流配电网的电压波动进行平抑;最后,利用PSCAD/EMTDC进行仿真,验证了所提控制方法的正确性和有效性。     

向家坝——上海±800kV高压直流输电工程双极全压输电成功

6月26日,世界上输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进、电压等级最高的向家坝——上海±800kV高压直流输电示范工程实现双极全压输电成功,并于26日和27日顺利通过了双极高端换流器额定负荷、1．1倍功率长时间过负荷试验,以及双极分别全电压全电流大负荷试验,实现了两端换流站全部设备和线路在电压电流双提升下的严格考核,标志着该工程建设调试取得决定性胜利。     

电气化铁路电能质量评估及新型控制方案研究

电气化铁路电能质量问题集中体现在负序、谐波、无功及电压偏差等方面,机车类型、线路条件和运行组织等因素直接影响了电能质量状况。在电气化铁路牵引供电系统综合测试的基础上,掌握了普速客货混跑线路、重载线路以及高速线路牵引负荷特性,定量评估了其对外部电力系统电能质量的影响,探讨了其共性和特殊性, 并分析了主要原因。针对一种新型电能质量控制方案,建立了主电路和牵引负荷模型,仿真验证了其可行性和技术优越性。