轨道交通柔性交流牵引供电系统无源一致性稳定控制方法

针对以双向变流器为核心的轨道交通柔性交流牵引供电系多变量、强耦合、非线性特性,在dq坐标下建立双线性系统模型,满足状态变量与控制变量同步线性变换,设计形式简单的无源性控制律,将相邻双向变流器一致性误差嵌入无源性控制器输出量,实现变流器直流侧电压与dq轴电流期望轨迹同步快速跟踪,达成多变流器协同控制目标。基于MATLAB的仿真结果验证所提方法在列车负荷功率需求变化、控制器参数摄动情形下能实现多变流器功率精确分配,相比传统下垂PI控制,所提方法具有动态响应快、同步性好、稳定性高的特点。

基于改进符号聚合近似的柔性直流牵引供电系统馈线5G保护方案

基于电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)的柔性技术是提高城市轨道交通直流牵引供电系统灵活性的新手段.为克服现有二极管整流的直流牵引供电系统能量流向单一和新能源并网困难的缺点,采用直流电压下垂控制策略对750 V柔性直流牵引供电系统建模,并研究该系统下的故障特性.针对远端故障电流和机车启动电流难以区分导致电流变化率和电流增量DDL保护不灵敏的问题,在5G通信实现馈线电流与供电区间机车启动电流数据交互的基础上,提出了一种通过改进符号聚合近似(Symbolic Aggregate Approximation,SAX)算法实现电流数据符号化转换,并结合使用符号距离的动态时间规整算法(Dynamic Time Wrapping,DTW)建立保护判据的新型多端电流差动保护方案.仿真结果表明:所提出的保护方案在噪声为30dB,时钟抖动为200μs的情况下,仍可100%准确区分远端故障与机车启动状态,具有较高可靠性.

24kV柔性直流牵引供电系统潮流计算方法与供电特性分析

潮流分析对于研究24 kV柔性直流牵引供电系统的供电特性具有重要意义,但多层级控制导致柔性直流牵引网的潮流分布更为灵活复杂,使得原有直流牵引供电系统的潮流算法不再完全适用。为此,该文在原有直流牵引供电系统潮流计算方法的基础上,建立24 kV柔性直流牵引供电系统的“控制器-源-网-车”一体化潮流计算模型,详细分析潮流计算与控制器迭代的交互过程,提出一种连续线性潮流法和比例积分控制器(SLPFM-PI)交替迭代的潮流计算方法,以求解考虑多层级控制策略下的牵引网潮流。此外,基于潮流计算,以机车运行电压、接触网载流量为限制条件,分析24 kV柔性直流牵引变电所的供电距离,并研究了不同控制方案下系统供电特性的差异,结果表明该系统控制方案的设计中应减小机车功率的远距离、跨区间传输。

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

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。

绿色数据中心柔性供电系统技术方案

基于数据中心碳中和大背景和降低PUE的刚性需求,本文提出了以10kV能量路由器为核心技术的柔性供电系统方案。该方案解决目前数据中心供电系统不能大规模接入光伏、储能的问题,大幅减小数据中心电网电能消耗,提高数据中心运营效益;优化数据中心供电系统架构,利用储能系统替代长期浮充状态的应急电源蓄电池组,解决单体电池开路隐患、蓄电池组运维工作量大的问题;通过电能转换装置模块化几余设计解决模块可靠性、运维方便性问题:通过柔性控制解决系统电压、电流、功率平衡问题,解决电力电子模块工作效率问题。

城轨柔性直流牵引供电系统光伏发电并入方式研究

针对城市轨道交通光伏发电功率并网问题,开展城轨柔性直流牵引供电系统光伏发电接入方式研究.基于柔性直流牵引供电系统结构,分析了光伏发电功率不同接入方式及其特点,建立了光伏接入柔性直流牵引供电系统情况下系统动态运行仿真模型,进行了多列车动态运行时光伏发电功率接入的仿真分析,阐明了光伏接入柔性直流牵引供电系统后潮流参数的变化规律及节能效果.研究结果表明,光伏发电并入城轨柔性直流牵引供电系统的功率会优先被附近列车吸收,有效降低了双向变流机组从交流电网吸收的能量,提高了系统运行的经济性.

城轨柔性直流牵引供电系统控制特性影响下回流安全参数分析

为改进传统不控整流机组导致的城市轨道交通供电系统供电安全性差的问题,基于双向变流器的柔性直流牵引供电技术已在城市轨道交通中开展现场实验,但柔性直流牵引供电系统控制特性影响下回流安全参数的分布规律尚缺乏研究。建立基于双向变流器的城轨柔性直流牵引供电系统潮流计算模型及回流安全参数计算方法,以国内某条实际线路参数为例,仿真分析双向变流器控制特性对钢轨电位、杂散电流分布规律和全线网络损耗的影响。研究结果表明,双向变流器牵引工况等效内阻较小、逆变回馈工况启动阈值电压较低时,可有效限制系统功率越区传输,将全线钢轨电位和杂散电流泄漏量限制在标准安全范围内,从而减小系统网络损耗,提升系统供电安全性与经济性。

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%。

基于模型辨识的新型牵引供电系统直流馈线保护原理

基于双向换流器的柔性直流牵引供电系统中,直流线路故障电流上升速度极快,且机车启动同样会造成馈线电流快速增长,其暂态特征和远端故障电流相似,要求保护在极短时间内区分两者。对此,提出基于模型辨识的直流馈线保护方法,通过模型辨识原理求解时域微分方程,从而求解不同时刻的等效电阻,同时对所计算的等效电阻进行统计分布验证,并利用方差系数构造保护判据。所提方案能够在5 ms内准确区分故障电流和机车启动电流,实现保护的可靠动作。大量仿真结果表明,在过渡电阻为100Ω的短路故障下保护依然能可靠动作,同时具有30 dB的抗噪声能力和100μs的耐同步误差能力。

城市轨道交通柔性直流牵引供电技术应用研究

在“双碳”政策背景下,各行业向低碳绿色可持续发展转型。为解决目前城市轨道交通牵引供电系统整流机组二极管不可控、无法动态调配系统能源、不能实现能源高效利用的问题,柔性直流牵引供电系统应运而生。该系统将双向牵引机组与能源管控系统深度结合,牵引所输出电压及外特性可动态调节,通过能源管控系统对牵引用电潮流进行实时、动态管控,实现对各变电所功率配置及交流网络供电质量的优化,提高直流牵引供电能力,优化系统能耗。本文以北京某在建线路为例,探讨了柔性直流牵引供电系统的工程应用方案,可供相关工程参考。

电气化铁路列车过分相技术现状及发展

介绍电气化铁路牵引供电系统结构以及电分相区的存在给牵引供电系统带来的影响;阐述车载自动过分相和3种地面自动过分相的发展现状及存在问题,对各种方案的优缺点进行对比分析,指出各方案值得借鉴之处;提出一种虚拟同相柔性供电系统方案,该方案同时解决电分相和电能质量的问题,为电气化铁路的发展提供了新思路。

Intelligent Examination Monitoring and Maintenance for the Safety of Operation of Flexible Manufacturing Systems

Based on the system of electric power supply for flexible manufacturing systems (FMS), a study has been carried out on the intelligent safety examination, monitoring and maintenance of its running environment. On the basis of the specific feature of the power supply network of an FMS, real time monitoring system of the power supply network and the fault diagnostic expert system for the power equipment have been designed. This system can diagnose not only definite fault phenomena, but also fuzzy, uncertain fault phenomena as well. Fault diagnostic knowledge base for the power equipment has been founded hierarchy architecture model and the method of fault tree analysis. Feasibility of this system has been proved by computer simulation.