基于Dd匹配变和SVG的牵引变电所群贯通供电系统负序治理方案及控制策略

牵引变电所群贯通供电方案是解决长大坡道、外部电源短路容量小且接口少的电气化铁路供电问题的有效技术手段之一。针对牵引变电所群贯通供电系统负序治理问题,提出了一种基于Dd匹配变和静止无功发生器(static var generator,SVG)的负序治理方案及控制策略。介绍了牵引变电所群贯通供电系统的结构,分析了其各端口电气量及关系,提出了适用不同牵引负荷功率因数的两种负序治理模式,并推导了负序治理数学模型。考虑电网三相电压不平衡度允许值,分析了不同工况下Dd匹配变次边各端口SVG投入容量,提出了补偿模式间切换策略。根据负序治理方案确定系统负序电流检测方法,提出了一种SVG双闭环控制策略。最后搭建了仿真模型,仿真结果表明方案的有效性和控制策略的准确性。

电气化铁路牵引变电所群贯通供电系统及其关键技术

结合电气化铁路外部电源供电方式及牵引供电系统供电方式,提出一种牵引变电所群贯通供电系统,并研究相关关键技术方案。首先,根据负序补偿方式将牵引变电所群贯通供电方案分为集中式补偿和分布式补偿两类,其中,集中式补偿方案分为N模式和N+1模式。其次,针对无功型负序补偿方式,将其分为二端口和三端口补偿模式,以YNd11联结变压器为例阐述负序补偿的基本原理,并介绍集中式补偿方案的潮流控制系统。然后,介绍贯通牵引网分段保护与状态辨识技术方案。最后,探讨外部电源方案,并以某线路实测数据为例,研究树形结构下的均衡电流情况,结果表明,构成树形结构的供电方式能够最大限度实现无均衡电流供电。

牵引变电所群贯通供电系统负序补偿模型及控制策略

针对牵引变电所群贯通供电系统存在的三相电压不平衡问题,提出一种基于三相变压器与静止无功发生器(SVG)的负序集中补偿方案及控制策略。首先,根据牵引变压器的功率变换关系及不同的负荷情况,推导了2种模式下补偿装置对牵引负荷的补偿功率通用表达式。根据中国的电能质量标准,提出了以负序满意补偿为目标的双限值补偿方案,方案包括了模式选择方法、SVG容量配置方法及SVG运行方法。根据补偿方案,设计了带有模式判别的SVG双闭环补偿控制策略。然后,采用牵引变电所实测数据对补偿方案进行验证,证明了方案具有良好的补偿效果,与全补偿方案相比,所提方案需要的装置容量更小。最后,通过仿真证明了控制策略对负序补偿的有效性和较快的响应速度。

牵引变电所群贯通供电系统混合储能方案能量管理研究

基于牵引变电所群贯通供电系统设计混合储能方案,提出基于SOC的混合储能器充放电功率自适应策略和分层控制策略,并在MATLAB/Simulink中建立系统模型,以实测数据进行验证,结果表明该方案可以实现牵引负荷的削峰填谷和再生能量的回收利用,降低三相电压不平衡度,实现电力系统和牵引供电系统共赢。

基于一种新型牵引补偿变压器的牵引变电群贯通供电系统负序补偿

针对牵引变电所群贯通供电系统负序补偿问题,该文提出基于一种新型牵引补偿变压器与静止无功发生器的负序补偿方案和控制策略。研究牵引补偿变压器的拓扑结构和负序补偿方案,根据无功补偿单元的数目将补偿方案分为补偿模式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。从牵引负荷电流有功分量和无功分量角度出发,分别定义负序和无功的约束因子,基于变压器磁动势平衡方程、端口接线方程和对称分量法等构建不同补偿模式下的负序与无功综合补偿数学模型。定义最大无功功率补偿量,将其作为确定补偿方案的依据。提出适用于负序补偿方案的电压和电流双闭环控制策略,通过仿真验证了补偿方案及控制策略的正确性和有效性。基于牵引变电所实测数据分析补偿方案的确定方法,结果表明,合适的补偿方案可以降低补偿装置容量。

基于LCC的外部电源薄弱地区同相贯通牵引供电方案优化

基于同相贯通牵引供电系统原理,以系统的全寿命周期成本(Life Cycle Cost,LCC)最小为优化目标,分别以牵引变电所设置数目和位置为优化变量,将牵引供电方案主要设计原则设置为约束条件,建立基于LCC的同相贯通牵引供电系统规划模型;采用粒子群算法对模型进行求解时,为提高算法的全局收敛性,提出非线性进化策略用以改进学习因子并采用高斯函数递减策略动态调整惯性权重系数,采用种群适应度方差值体现种群中个体的汇聚程度。以青藏铁路格拉段为算例,采用自主开发的牵引供电负荷过程仿真平台和改进粒子群算法,对基于LCC的同相贯通牵引供电方案进行优化配置和经济性评估。结果表明:与既有AT牵引供电方案相比,基于LCC的同相贯通牵引供电方案在满足技术要求的同时体现了良好的经济性。

应用于贯通供电系统的两相–单相变换器直流电压纹波特性与功率均衡控制

传统牵引供电方式存在不平衡、无功及谐波等电能质量问题,且无法实现多变电所互联互通,严重制约高速、重载铁路的发展。为解决这些问题,该文在现有牵引变电所的基础上,提出一种基于两相–单相变换器构建贯通牵引供电的新方案。分析功率流动对所提拓扑直流电压的影响,给出直流电容容值设计边界的计算公式。为抑制两相变换器功率不平衡对三相电能质量的影响,提出一种两相功率均衡控制策略。最后,在YNvd牵引变压器的基础上,仿真和实验验证所提拓扑应用在贯通供电系统的可行性,并验证所提功率均衡控制策略降低三相电网电流不平衡度的有效性。

同相贯通供电方案灵活备用方式可靠性分析

基于GO法基本原理,以单相组合式同相供电接线方式为例,对3种不同备用方式的牵引变电所建立GO图,利用MATLAB平台,编写GO计算程序,计算相关参数,得出3类牵引变电所可靠性分析结果,并在此基础上分析整个同相贯通供电方案的可靠性并与传统同相供电方案进行比较,结果表明前者可靠性优于后者,且在备用方式上有更多选择,亦可以节约更多设备。

基于柔性输电的电气化铁路贯通式同相供电系统

近日，国家知识产权局公布专利“基于柔性输电的电气化铁路贯通式同相供电系统”，申请人为铁道第三勘察设计院集团有限公司。本发明提供一种基于柔性输电的电气化铁路贯通式同相供电系统，该系统包括将三相交流电源转换为同相序的交流27．5kV的牵引变电所、基于柔性输电的功率贯通分区所，通过所述分区所将相邻的第1牵引所和第2牵引所的相邻供电区间电气上进行柔性连通，使得第1牵引所和第2牵引所供电范围内为同一相牵引电，与第1牵引所和第2牵引所构成了贯通式同相供电系统。