基于级联-并联变换器的贯通式牵引变电所系统研究

为了解决既有电气化铁路存在的电分相、无功、负序与谐波问题,以及贯通式牵引变电所容量问题,提出一种基于级联-并联变换器的贯通式牵引变电所系统。牵引变电所采用二极管钳位型三电平NPC变换器作为基本结构,同时采用变换器级联和并联实现牵引变电所的容量提升,通过载波移相空间矢量脉宽调制SVPWM策略控制变换器输出电压。深入分析变电所内变换器并联产生环流的原因,设计了将双闭环控制与下垂控制策略结合的共享同步信号环流抑制策略,并首次应用于级联-并联变换器的牵引变电所系统,抑制系统内环流。通过仿真验证该结构的可行性,并通过小功率实验平台验证控制策略与调制策略的正确性。

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。

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。

贯通式同相AT牵引供电系统牵引网边界频率特性研究

分析贯通式同相自耦变压器(AT)牵引供电系统及由牵引变电所出口处电容和区外一段接触线构成的牵引网边界频域特性,分析牵引网及边界对高频暂态信号的衰减作用及故障位置对保护安装处检测到的高频暂态信号的影响。研究结果表明,在现行贯通式同相AT牵引供电系统中,牵引网对高频暂态量的衰减作用小于边界对其的衰减作用;保护安装点检测到的高频暂态量与故障发生的位置密切相关。建立仿真模型对贯通式同相AT牵引供电系统牵引网及边界的对高频暂态量的衰减作用进行验证,仿真结果验证了研究结果的正确性。

基于FEEMD与TEO的贯通式AT同相牵引供电系统牵引网单端功率方向保护

根据牵引网线路边界对高频暂态量的衰减作用,提出一种基于快速总体平均经验模式分解(FEEMD)和Teager能量算子(TEO)的贯通式自耦变压器(AT)同相牵引供电系统牵引网单端功率方向保护方法。求采集到的电压电流信号故障发生时的瞬时功率,并对暂态功率进行Teager变换求得TEO波形突变点的极性来作为方向判据,判别是正向故障或反向故障;若为正向故障(区内或对侧区外),再对故障暂态电流信号进行FEEMD分解,提取故障信号的固有模态函数1(IMF1)分量,再对IMF1分量进行TEO变换,求出高频暂态电流信号的TEO谱瞬时值,然后求取其绝对值并求和,进而判断故障位于区内还是对侧区外。最终通过PSCAD/EMTDC仿真软件搭建贯通式AT同相牵引供电系统模型,在不同故障条件下进行大量仿真提取数据,仿真结果证明本方案能够有效区分区内外故障,保护牵引网线路全长。

基于Teager能量算子瞬时能量的贯通式同相自耦变压器牵引供电系统牵引网纵联保护方案

为有效提高贯通式同相自耦变压器牵引供电系统牵引网的供电可靠性。提出一种基于Teager能量算子瞬时能量的贯通式同相自耦变压器(auto transformer,AT)牵引供电系统牵引网纵联保护方案。牵引变电所出口并联电容与一段接触线构成牵引网边界,通过分析发现该边界对高频信号有很强的衰减作用。利用快速集合经验模态分解(fast-ensemble mode decomposition,FEEMD)分解提取故障电流高频分量,然后利用Teager能量算子计算故障电流高频分量的瞬时能量,并提取两端瞬时能量最大值。区外故障时,故障电流高频分量瞬时能量最大值较小;区内故障时,该值较大。根据该差异来构造保护动作判据,判别故障位置,决定保护是否动作。基于PSCAD(power systems computer aided design),大量仿真实验表明,所提保护方案能够准确判别区内、外故障,并且有较好的耐过渡电阻能力。

用于贯通式牵引供电系统变换器的谐波分析

研究目的:基于三相—单相变换器的贯通式牵引供电系统可以彻底取消牵引网电分相及其相关装置,并可极大地改善三相电网和牵引供电系统电能质量。本文针对用于该系统的核心设备三相—单相变换器的各部分谐波进行了理论计算,并利用Matlab/Simulink搭建了仿真模型,并完成了仿真验证。研究结论:(1)采用SPWM调制的单相变换器,若开关频率远高于牵引网电压频率,则可抑制和消除高次谐波,使输出单相电压谐波主要集中在3、5、7、9等低次谐波,但单相逆变器从直流侧吸取的电流必然含有二次谐波;(2)采用SVPWM调制的三相整流器,三相电网侧输入的电压中不含3倍频的谐波,输入电流总谐波随滤波电感的增大而降低,并随直流电压的增大而增大;(3)给出各部分谐波幅值的计算方法,可通过计算机编程计算得出;(4)本文的研究结论可为进一步研究贯通式牵引供电系统产生谐波、谐振及其抑制和交直交变换器谐波特性提供理论依据。

川藏铁路贯通式柔性交流牵引供电系统

研究目的:川藏铁路沿途环境既特殊又复杂,对供电系统的性能要求非常高。本文提出基于静止功率变换器的贯通式柔性牵引供电系统方案,以达到适应川藏铁路特点和需求的目的。研究结论:(1)从系统设计、运行方式、核心变流器拓扑、控制保护构架和功能方面给出了贯通式柔性牵引供电系统设计方案,能够克服长大坡度过分相、牵引负荷功率极端变化导致的电压损失高和短时峰值功率大等问题,具有高可靠性、高电能质量等优势;(2)以在建的北京大兴机场线贯通式柔性牵引供电系统为工程实例,说明了所提方案的有效性;(3)本研究结论可为川藏铁路等重要特殊场景的牵引供电系统设计提供参考。

基于MEEMD与概率神经网络的贯通式同相牵引直接供电系统故障识别

针对贯通式同相牵引直接供电系统可能发生的雷击故障、雷击干扰和接地故障3种扰动进行建模分析和识别研究。在牵引网仿真模型的基础上,通过实验得到3种扰动的暂态特征。根据以上故障提出了改进总体平均经验模态分解(Modified Ensemble Empirical Mode Decomposition,MEEMD)与概率神经网络(Probabilistic Neural Network,PNN)结合的智能识别方法。MEEMD分解故障暂态电流信号得到本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),分别用样本熵和排列熵提取IMFs分量特征,结合PNN进行故障识别,通过实验看出,基于MEEMD排列熵与PNN结合的智能识别方法能较好地识别牵引网的3种故障。

贯通式同相牵引直接供电系统牵引网边界频率特性研究

分析贯通式同相牵引直接供电系统牵引网及其边界的频率特性。利用牵引网的频域模型,全面分析牵引网频率特性;由牵引变电所与线路的联接方式,提出“牵引网边界”的概念,指出“牵引网边界”由牵引变电所出口处的电容和外侧一段线路组成。分析牵引网和边界对故障暂态分量的衰减特性发现:暂态高频信号在经过牵引网及其边界时都会衰减;牵引网越长,高频暂态量的衰减作用越明显;由于牵引变电所之间的距离较短,牵引网边界对高频量的衰减总大于牵引网的衰减作用。

“三位一体贯通式”实践教学模式在地理信息系统专业的教学探讨

通过对本专业3个年级的跟踪研究,将课堂教学内容、实验内容及野外实践内容进行重新设计与调整,并提出"三位一体贯通式"实践教学模式,并对3年的跟踪研究及所取得的一些效果进行总结,其对于实践性较强的专业具有一定的指导意义。

贯通式教学在数据库系统概论课程中的研究和应用

本文结合计算机科学与技术专业的培养目标,针对数据库系统概论课程的教学情况,通过研究国内外数据库系统课程的相关教材,分析了数据库系统概论课程纵向结构与横向结构相互交叉与渗透的特点,提出使用贯通式教学法来解决该课程概念众多、知识网络复杂、教师授课和学生理解掌握困难的问题。

嵌入式系统贯通式教学模式研究与改革——历史到现实、理论到实践、线上到线下的综合视角

以嵌入式系统内容涵盖完整的计算机组成、运行过程和实现技术为教学基本内容,构建出系统性的知识体系,提出贯通式教学模式。按照从历史到现实的脉络讲述嵌入式系统教学内容,依据从理论到实践的过程将课堂教学与实践教学紧密结合,采用从线上到线下相结合的方式,把网络自主式学习与以翻转课堂为主的互动式教学融合效果充分发挥出来。把嵌入式系统从硬件到软件的计算机一体化模型讲解透彻,建立起系统的计算思维,培养设计、实现和解决复杂计算机系统问题的实践能力、创新能力。

贯通式同相供电系统电能变换器的研究

研究了一种基于双PWM变换器技术的电能变换器方案,分析了电能变换器的结构和电能变换原理,针对其实现的功能和特点提出了相应的控制策略。仿真结果证明电能变换器的结构和控制策略是可行的。

贯通同相供电系统建模及运行特性分析

贯通同相供电系统可以取消全线电分相,实现牵引网不间断供电,对贯通同相供电系统进行建模和运行特性分析能够为系统的设计和优化提供理论依据。构建同相牵引变电所模型;建立能够灵活模拟不同拓扑结构和不同运行状态的贯通同相供电系统的链式电路模型;针对模型高效求解和导线载流量校验需求,提出一种改进的导体电流间接求解方法;基于构建的模型对贯通同相供电系统在空载和负载工况下的运行特性进行分析。研究结果表明,三相电压不平衡度的计算值与理论值相等,验证了模型的正确性;与既有导体电流计算方法相比,改进的导体电流间接求解方法的计算精度无差异,计算时间缩短为原来的1/3;潮流计算能够充分反映贯通同相供电系统的穿越功率以及牵引网电压、电流等特性。

贯通式同相供电系统技术经济性分析

结合单三相组合式同相供电技术特点,基于既有异相牵引供电系统牵引负荷实测数据,对既有牵引供电线路进行改造方案研究。分别对"只采用组合式同相供电技术而未全线贯通"及"采用组合式同相供电技术和新型双边供电技术使全线贯通"2种方案牵引变压器和补偿装置的容量进行计算和配置,分析并比较2种方案在安装容量上的差异,以工程经济学中的投资回收期指标讨论分析采用贯通式同相供电技术对既有线路进行改造的经济性,为贯通式同相供电系统工程推广提供参考。

高速铁路电力系统10kV贯通线路补偿方式的比较

针对目前高速铁路电力供电系统10 kV贯通线路采用全电缆供电,通过对京沪高速铁路、哈大高速铁路、京石武高速铁路采用的补偿方式的简要介绍,比较分析3种补偿装置的优缺点。分组投切电抗器成套装置补偿特性不平滑,补偿精度较低。相控电抗器型补偿装置补偿精度高,但设备庞大、复杂,自身产生谐波,建设投资和后期运营维护费用较大。磁阀式可控电抗器型补偿装置补偿精度高、可靠性高、基本无谐波污染、体积小,能较好地满足电力系统对功率因数的要求,减少高速铁路建设投资和后期运行成本。

摘钩机器人在贯通式双车翻车机系统中的应用

针对翻车机系统未实现全自动问题,研发并应用了火车摘钩人并融入贯通式双车翻车机生产流程,最终实现了翻车机系统的全自动运行。摘钩机器人的应用替代人工操作,避免了安全风险,并且切实提高了生产效率。

贯通式与虚实结合的计算机系统实践平台建设

系统能力是现阶段我国计算机专业人才的培养重点,然而在培养方式和培养设备方面仍需继续探索,通过阐述贯通式的实践课程体系与虚实结合的计算机系统实践平台,在计算机系统能力培养的层面提出了一些建议,通过梳理计算机系统的理论体系和实践体系,引入外部计算机系统实践系统和网络助学平台,为建立相对完善的计算机系统实践平台提供一定的参考。

贯通牵引供电系统单相级联逆变器调制策略

传统的载波层叠调制策略和载波移相调制策略用于三电平NPC单相级联逆变器时存在一定局限性,本文针对该逆变器拓扑结构,研究并采用了载波层叠与移相结合的调制策略.通过仿真验证和对比,证明该调制策略具有较好的效果.