《电气工程专业综合设计教程》精品教材建设研究

本文结合多年电气工程专业综合设计的教学实践,对《电气工程专业综合设计教程》精品教材建设进行了深入研究,该精品教材建设以培养学生综合动手能力为主要目标,通过专业综合设计给学生建立设计实际系统的思路,很好地培养学生的独立性及独创性,很好地培养学生的综合能力,具有较高的实用性。教学实践结果表明,该精品教材对于培养电气工程及其自动化专业学生的创新精神和实践能力有着积极的意义。

智能化技术在电气工程自动化中的应用研究

文章分析了电气工程自动化的重要性,多角度、综合地对电气工程自动化中的智能化技术应用进行深入研究,之后从智能化电网电力自动化调度技术、智能化电气工程自动化设计、智能化电气工程变电站、智化能故障诊断技术及智能PLC技术等方面介绍了智能化技术在电气工程自动化中的应用,其中重点分析了智能电气工程自动化设计软件和方法、智能巡检机器人的应用。以期全面提高我国的电气工程自动化的发展水平,为各个行业的发展建设提供参考。

再生能馈装置在北京地铁工程中的应用及节能效果分析

介绍北京地铁14号线工程供电系统,提出地铁工程供电系统应用再生能馈装置需验证系统稳定性、电能质量及返送城市电网等重要问题,现场试验结果证明再生能馈装置能够满足相关技术要求。通过统计再生能馈装置正式运行后较长时间内的电能数据,计算节能电量,分析牵引用电量和返送电网电能数据,结果表明再生能馈装置投入运营后节能效果良好。

轨道交通电气化专辑主编评述

轨道交通列车牵引系统控制性能与供电质量提升是电气化铁路发展永恒的主题,轨道交通电气化是实现铁路性能提升、多拉快跑、绿色高效的必由之路,以电力电子、电机驱动、现代控制与信息技术为核心的科学技术推动了轨道交通电气化的快速发展。近年来,随着新型电力电子器件、先进控制技术、智能检测与健康诊断理论的发展,功率器件应用及其可靠性评估、牵引变流控制与调制技术、高性能牵引电机驱动技术、新型供电与牵引传动拓扑等成为当前的研究热点,并受到了学术界及工业界的持续关注。《电源学报》特别推出轨道交通电气化专辑,以期推进轨道交通牵引变流驱动控制及其应用的难点和热点问题探讨。

京津城际轨道交通工程外部电源方案的建议

结合京津客运专线沿线220/110kV电力系统的实际情况,从牵引变电所接入地点选择、电压三相不平衡度、负序影响、已有的经验教训、国外高速电气化铁道外部电源分析、京津唐地区电力系统网架结构发展趋势和220kV电源的优越性等方面,对京津客运专线外部电源的方案进行了分析,提出了京津客运专线采用220kV外部电源的必要性。

计及道路交通指数影响的公交充电站充电桩优化配置方法

当前中国大力推动城市公交车全面电动化,优化配置充电桩是公交充电站建设的关键。文中提出了计及道路交通指数影响的公交充电站充电桩优化配置方法,首先,综合考虑公交线路交通专用道启用时段和季节性附加能耗,提出了基于道路交通指数的充电桩优化配置模型的典型运行场景提取方法,构建了基于公交线路交通指数的公交车能耗模型;然后,综合考虑规划周期内充电桩配置成本和充电站日充电成本,构建了公交充电站充电桩配置双层优化模型,并设计了基于列生成算法的高维混合整数规划模型求解方法;最后,以某待建公交车充电站为算例开展了有效性验证。结果表明,所提方法得到的配置方案可同时满足接入点配电容量限制和公交通勤要求,并提升充电站运营经济性。

考虑条件风险价值的公路交通能源系统多能流管控策略

为了实现公路交通背景下多能源系统和电动汽车换电站的经济运行与利益共赢,该文提出考虑条件风险价值(CVaR)的公路交通能源系统(HTES)多能流管控策略。首先,建立了主从博弈双层优化模型,其中上层模型以最小化HTES的综合成本为目标,对其进行多能流的合理管控与优化定价;在下层模型中,换电站根据HTES制定的价格灵活地调整各电池的充放电功率,在满足电能需求的前提下最小化与HTES进行能量交互的成本。然后基于多场景法,引入CVaR衡量可再生能源出力的不确定性所带来的风险成本,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件和强对偶定理将原主从博弈双层模型转换为单层混合整数线性规划问题以计算其纳什均衡解,进而获取最优的运行和定价方案。最后,进行算例仿真。结果表明,所提策略可以兼顾HTES和换电站不同主体间的经济利益,实现运行成本和风险成本的平衡。

城市轨道交通地面储能技术应用综述

我国城市轨道交通路网规模的不断扩大,导致牵引能耗加重问题和再生制动能量利用问题越来越受到重视。将储能技术应用在城市轨道交通中,可以平抑牵引网压波动、吸收再生制动能量、降低牵引能耗,也为接入新能源带来了契机。该文针对地面储能系统,对城轨储能领域常用储能介质的特性进行对比分析,展示城轨领域的应用现状,并结合实际案例分析储能介质和城轨需求的适应性;针对不同类型储能变流器常用电路拓扑进行研究,对比不同拓扑的工作特性和特点,分析变流器拓扑和城轨需求的匹配性;调研城轨储能系统常用的能量管理策略,研究不同策略的特点;从储能系统设计和能量管理的再优化对城轨储能系统的研究热点和未来发展提出展望,为城轨储能系统规范化、高效化、简约化提供参考。

电传动履带车辆电气系统稳定性分析及优化提升策略

为提高电传动履带车辆电气系统稳定性,利用基于阻抗模型的小信号分析法对电传动履带车辆电力电子源网荷储所构建的直流微电网系统进行建模并结合电传动履带车辆工况条件开展分析,获取系统不同工况及不同参数变化下的稳定性规律和机理。在稳定性的理论分析基础上,分别在发动机-发电机组和DC/DC控制回路中设计基于电压的反馈通道和虚拟电容控制环节,所设计的控制环节能够自适应电压波动情况对电气系统进行控制,进而提升电传动履带车辆电气系统稳定性。通过仿真对控制算法进行了验证,证明了控制算法的有效性。

城轨交通牵引供电系统电流与功率追踪研究

对于包含多个变电站的城轨牵引供电系统,在多车协同运行场景下,变电站、牵引列车、制动列车之间存在着复杂的能量交互。现有的潮流计算方法只关注于得到某时刻下各支路电流的大小,并未深入分析系统中各源(变电站和制动列车)与负荷(牵引列车和线路电阻)之间定量的电流及功率分配关系。该文基于电路理论,对城轨牵引供电系统中的电流分配情况进行上游追踪与下游追踪,定量表征源电流与负荷电流之间的比例关系;基于电流追踪的结果,对城轨牵引供电系统的功率分配进行上游追踪与下游追踪,得到源功率与负荷功率之间的具体分配系数。最后,通过算例分析验证所提潮流追踪算法的有效性和正确性。潮流追踪直观定量地展示了系统的功率流动路径,为后续优化储能系统容量配置和多储能系统间的协调控制提供理论支撑。

基于储能的非电气化铁路新型牵引供电系统架构及关键技术

为解决非电气化铁路采用110 kV/220 kV强网传统方案构建电气化铁路牵引供电系统难度大、成本高的问题,提出一种基于储能的以风、光等新能源为主体的新型牵引供电系统。分别从储能技术类别、工作原理、数学模型和典型应用等方面对新型牵引供电系统进行总结,阐明适配新型牵引供电系统的储能技术属性,阐述新型牵引供电系统内涵、特征和形态,并建立新型牵引供电系统的电气拓扑、测控平台、监控网络和管控逻辑架构;面向新型牵引供电系统源-荷随机强波动特征,从整体视角论述组分相互作用机理、系统稳定运行机制、能量流均衡机制和系统效能涌现机理,以及规划与优化配置、电能高效变换、能量自洽调度、效能评估和性能保持等关键技术。结果表明:建立基于储能的非电气化铁路新型牵引供电系统,可实现非电气化铁路的绿色低碳、弹性自洽、经济高效的电气化升级;为后续开展“理论研究-仿真验证-试验验证-评估优化”循环迭代的闭环研究提供参考借鉴。

考虑高平峰差异的城市轨道交通节能运行图优化研究

降低能耗是轨道交通绿色低碳、可持续发展的关键。基于“高峰快跑保运力、平峰慢跑降能耗”的思想,本文提出在高平峰时段设置差异化标尺的节能运行图优化方法。首先,根据区间运行时间与列车牵引能耗负相关关系,结合客运服务需求特征,以列车周转牵引能耗最小化为目标构建列车运行标尺优化模型;其次,针对差异化标尺导致的过渡时段列车服务不均匀问题,以列车到站间隔标准差最小化为目标构建列车运行线调整模型;最后,选取福州地铁1号线开展实证分析。结果表明:高平峰差异化标尺节能运行图能够在不改变运力供给、车底运用数量的前提下有效降低全日列车牵引能耗12.56%。所构建方法具有良好的应用价值和可操作性,能够为运营管理人员编制节能运行图提供方法支持。

顶层设计方案引领课程思政建设——以发电厂电气部分课程为例

发电厂电气部分这门课程紧密结合我国电力工业发展的辉煌历程,蕴含丰富的思政教育元素。该文首先梳理总结当前该门课程思政建设存在的问题,点明发电厂电气部分课程思政建设的重要意义,随后介绍以马克思主义世界观与方法论为主线、以爱国情操/科学意识/职业素养为三大支撑环节的课程思政整体思路顶层设计方案,围绕顶层设计方案构建与课程知识点密切相关的思政教学案例集,最后介绍在思政教学方法和教学评价方面的改革举措。

基于蚁群算法的交通-配电网抢修恢复优化决策方法

极端事件导致大停电后,受损的交通道路会影响电网抢修车队前往故障线路区域的进度,从而延缓配电网恢复。为此,提出了一种结合损坏道路修复的配电网抢修恢复方法。首先,在分析不同受损道路对抢修车行驶影响的基础上,构建交通网抢修车约束。其次,考虑受损道路抢修对电网抢修的影响,以配电网失电量最小为目标,协调线路抢修和道路修复建立配电网抢修策略模型,并采用蚁群算法对所提模型进行求解。最后,以IEEE33节点配电网与一个12节点交通网相耦合的系统作为算例进行分析,仿真结果表明,所提方法切实有效提高了配电网抢修速度,减小了大停电后配电网负荷的失电量。所提方案更适用于灾害发生的实际情况,可为配电网灾后恢复提供参考。

新时代大学生综合素质培养模式探索与实践——以北京交通大学为例

大学生综合素质培养是深入落实“时代新人铸魂工程”的重要组成部分,也是高校人才培养的主要内容之一,对新时代大学生的成长成才具有重要影响。近年来,北京交通大学经过一系列探索,形成了以“培根铸魂增值赋能”为核心的新时代大学生综合素质培养模式,取得了较好成效。

基于动态阈值调节的城轨交通超级电容储能系统控制策略研究

超级电容储能系统应用于城市轨道交通可以实现良好的节能稳压的效果,本文首先分析了城轨交通列车再生制动电压限制特性以及等效24脉波不控整流机组的空载特性。在此基础上探讨了基于最大节能化的超级电容储能系统充放电阈值选择原则,并提出了基于动态阈值调节的储能系统控制策略,最后通过仿真和样机现场实验验证了控制策略的可行性。

大学生社交网站使用状况调查研究——以北京交通大学为例

社交网站在帮助大学生快捷维系人际关系、了解信息、开阔视野的同时,也对大学生的学业和社交方面造成了不容忽视的负面影响。高校应通过加强大学生的网络媒介素养教育,提升大学生在现实生活中的人际交往能力,培养大学生的时间管理意识,引导大学生合理使用社交网站。

基于可信性理论的电气化铁路接触网可靠性的模糊评估

首先基于故障树分析法建立了接触网系统的可靠性模型,在大量调研和统计分析的基础上,用梯形模糊变量描述接触线、承力索和绝缘子的故障率和修复率,用三角形模糊变量描述接触网其他部件的故障率和修复率,将接触网系统的故障率、修复率和可用度等可靠性指标视为随机模糊函数,利用可信度理论实现了接触网可靠性的模糊评估。计算结果表明,只要掌握各部件故障率和修复率的大致分布,就可以较准确地计算接触网系统的可靠性指标,误差满足工程精度的要求。

能量回馈式PWM整流器并网的工程设计方法

论述了能量回馈式PWM整流器并网时的同步电流PI控制技术,提出改善馈网电流质量的几种关键的工程设计方法,包括软件滤波、防积分饱和PI控制、简单死区补偿和单位功率因数控制等。基于DSP和CPLD设计了控制系统,实现了上述设计方法,并应用于2.5kW的能量回馈式电子负载。实验结果表明,所提出的工程设计方法有效地改善了馈网的电流质量,使电流波形近似为正弦波且功率因数接近?1。

城市轨道交通混合型能馈式牵引供电装置

24脉波整流器无法回馈列车再生制动能量,从而导致直流母线电压的急剧升高和能量的浪费,而地铁牵引变电站有限的预留空间无法容纳单独的能量反馈装置.为此,本文作者提出了一种混合型能馈式牵引供电装置,该装置由12脉波整流机组和PWM整流器组成,PWM整流器在双向变流的同时还对12脉波整流器进行谐波补偿,该装置兼具了两者的优点:能量双向流动、直流电压可控、谐波含量低、过负荷能力强和设备空间需求小.本文对这种牵引供电装置的工作原理和控制策略进行了分析,并通过仿真和现场实验,对其实际效果进行了验证.