城轨牵引供电系统多尺度和多物理域建模仿真方法

城轨牵引供电系统实际运行涉及电、磁、热、力等多物理域耦合作用,以及多时间、空间尺度变化过程。然而,传统建模仿真方法尺度分离、机理单一,难以对系统的多尺度和多物理域状态进行统一描述及全面分析。因此,首先提出一种城轨牵引供电系统多尺度和多物理域建模仿真方法,采用Simscape平台和模块化、组件化、可视化建模思想,设计多尺度和多物理域的系统级建模框架;然后基于并行协同交互策略,提出一种模式自适应的多尺度仿真方法,实现多尺度模型之间的有机高效融合;接着基于分级多域反馈,提出系统级的多物理域仿真方法,保证多物理域模型的耦合交互仿真;最后基于仿真验证了所提出的多尺度和多物理域建模仿真方法的有效性,表明多尺度和多物理域模型能够统一描述系统在多个物理域下的宏观及微观特性,全面、充分地表征系统运行的实际物理过程。

基于制动能量回馈装置的城轨牵引供电系统谐波抑制方法

针对城市轨道牵引供电系统设置的制动能量回馈装置,本文提出了一种兼备配电网谐波电流治理能力的制动能量逆变回馈与谐波电流抑制方法;该方法能够灵活地实现有源滤波与制动能量回馈模式的切换,净化了牵引供电系统,提高了制动能量回馈装置的利用率。为了有效抑制牵引供电系统产生的谐波电流,本文对24脉波移相整流变压器组中不同序谐波电流的传递规律和基于矢量谐振控制器的电网侧谐波电流闭环控制方法进行了研究。Matlab/Simulink平台的仿真结果验证了所提控制方案的有效性和正确性。

城轨交流牵引供电系统接触网标称电压探讨

介绍城轨交流牵引供电系统的研究现状及设计条件,确定接触网标称电压的论证范围。从牵引供电系统电压损失计算方法适用性、接触网组成、钢轨电位、牵引网电压水平和最长供电距离5个方面对不同标称电压进行分析和对比,得出城轨交流牵引供电系统接触网标称电压宜选择6.0 k V。

基于数字孪生的城轨供电系统高保真建模方法

针对传统模型难以对具备时变特性的城轨牵引供电系统进行精准模拟的问题,总结分析了传统建模在预设负荷、固定参数及离线计算等方面的缺点,提出了一种基于数字孪生技术的模型与数据混合驱动建模方法;并结合城轨牵引供电系统实际特点,设计了数字孪生模型的运行架构及计算算法,建立信息交互体系对系统模型负荷进行精确输入,采用基于群智能优化的混合闭环校正算法实现模型参数的主动校正。理论分析及仿真结果表明:系统参数的全局优化校正可以通过基于群智能优化的闭环校正算法实现,采取子系统参数辨识和整体参数校正的混合校正策略有助于减小参数的寻优范围,降低群智能优化在系统参数校正的计算时间成本,保证模型对于参数变化的校正响应速度;具备负荷精确输入和参数主动校正能力的数字孪生模型,其潮流计算结果高度逼近采样数据,相比传统模型大幅提升了潮流计算的精度,对于牵引供电系统运行决策及设计优化具有实际意义。

城轨交流牵引供电系统钢轨电位抑制方案

城轨交流牵引供电系统是基于35kV电缆,通常匹配较高等级的接触电压的一种交流牵引供电模式,因能够有效规避既有直流牵引供电系统杂散电流的危害,无需杂散电流的防护等功能优势,而在现代地铁、轻轨等城市轨道交通领域得到了广泛应用,但也存在钢轨电位过高的问题,为解决这一难题,文章将以城轨交流牵引供电系统的构成为研究基点,探究钢轨电位过高的影响因素,通过仿真分析得出最优的抑制方案。

城轨交流3 kV牵引供电系统方案及其可靠性评估

城轨交流3 kV牵引供电系统为城轨交通提供了一种新的供电制式,对该系统进行可靠性评估具有重要工程价值。本文研究了无光伏接入和有光伏接入的城轨交流3 kV牵引供电系统方案,因光伏接入不会对城轨交流3 kV牵引供电系统的供电可靠性产生明显影响,两类方案可靠性基本相同。在基于GO法构建系统各部分可靠性评估模型的基础上计算系统整体可靠性,结果表明,采用电缆100%备用方式可显著提高牵引供电系统整体可靠性,接触网因无备用、可靠性低成为牵引供电系统中薄弱环节。

城轨交流牵引变电所容量设计方法研究

为解决直流制式带来的迷流腐蚀和交流制式下难以突破的电分相问题,对城市轨道交通交流牵引供电技术做进一步的理论计算和仿真研究,根据实际应用中对城市轨道交通牵引供电系统的要求提出系统设计原则;基于电流分配定理和压损计算方法研究牵引变电所和系统变电所的位置和数量设计,并计算其安装容量;基于某实际线路情况设计其交流牵引供电方案,并对牵引变电所和系统变电所进行容量设计及仿真验证。

瞬态直接电流控制的脉冲整流器研究

以城市轨道牵引供电系统中网侧变流器为研究对象,通过单相两电平整流器数学模型,对瞬态直接电流控制原理进行分析,给出瞬态直接电流控制的脉冲整流器数学模型和控制方程,最后在Matlab/Simulink下建立仿真模型,仿真波形表明瞬态直接电流控制是一种有效的控制方式,可以提高交流侧功率因数,同时保证直流侧还有稳定的直流电压和动态响应。