基于FBD法的基波正负序电流实时检测方法

为了快速、有效地检测电气化铁道供电系统中的基波正、负序电流和高次谐波电流,文中提出了一种基于FBD(Fryze-Buchholz-Dpenbrock)法的电流实时检测方法。利用锁相环跟踪三相不对称或畸变电压的某一相,获取其频率和相位信息,以此构造基波正序参考电压和基波负序参考电压;利用构造的正、负序参考电压和检测出的三相电流求得对应的正、负序等效电导;对电导进行低通滤波器滤波,获取其正、负序直流分量;将电导的正、负序直流分量乘以相应的正、负序参考电压,即可获得基波正、负序电流;从总电流中减去基波正、负序电流即得到谐波电流。由于该方法只需要检测系统三相电压中一相的基波频率和相位,因此可应用于系统电压不对称或畸变的情况。该方法无需Park变换和dq变换,计算量较小。仿真结果证实了该方法的正确性和有效性。

一种新型牵引供电网构想

在深入分析我国电气化铁路单相工频交流牵引供电网目前存在的主要问题的基础上,提出了用高压直流牵引供电网集中解决这些问题的构想,较系统地阐述了这种牵引供电网电压等级的选择、整个供电系统的基本结构、卓越的技术经济性能、面临的历史条件、需要解决的关键问题等。初步得出了这种牵引供电网比现在干线铁路上使用的任何一种牵引供电网性能更好,而其建设投资更少的结论。

牵引电网基波正负序电流提取方法

为了有效检测出电气化铁路供电臂中正负序电流分量,提出了一种基于FBD(Fryze-Buchholz-Depenbrock)原理的电流实时检测新方法。以Scott变压器牵引供电系统为研究对象,分析了变压器原副边正负电流之间的关系。在此基础上,通过锁相环产生并构造基波正负序参考电压;利用构造的参考电压和两相电流求出对应的等效电导;再由等效电导提取供电臂中基波正负序电流及其他分量。克服了传统方法只能检测出有功、无功和谐波电流的局限性,且计算过程简单,检测电流实时有效。仿真结果验证了该方法的正确性。

高铁牵引供电系统对实时电网运行影响研究

以武广高速铁路沿线某牵引变电站为背景,研究高铁牵引供电系统对实时电网运行的影响.利用PSCAD搭建了适用于高速铁路的牵引供电仿真系统.运用Jiles-Ather-ton铁磁磁滞原理建立了V/v牵引变压器的暂态模型,并在仿真系统中通过统一电磁等效电路(unified magnetic equivalent circuit,UMEC)普通变压器模型表示.设置UMEC模型中分段线性的U-I曲线来等效铁芯的饱和特性,并进行空载合闸仿真.在此基础上,对电网侧进行单相短路故障仿真、三相短路故障时的有载合闸仿真.仿真结果验证了牵引变压器暂态模型和牵引供电仿真系统的实用性和有效性,并为相关调度运行部门提供了可靠的理论依据.

电气化铁路牵引负荷接入电网对风电场影响仿真分析研究

电力牵引机车是大功率的单相整流负荷,具有非线性、不对称、波动性大的特点;供电臂内列车的数量和每一列机车的运行状态呈随机波动性,会造成电网电压波动,导致电能质量出现问题。针对兰新二线电气化铁路(以下简称"电铁")牵引负荷运行密度大、速度高、距离风电场近等特征,利用电力系统综合分析程序PSASP以及ETAP仿真软件对电铁负荷运行引起的电压和频率偏差、电压波动及谐波等问题的机理进行了仿真建模计算,重点分析了牵引变电站接入电网对风电场机组产生的影响。

不同牵引变压器接线方式的应用研究

选择某地区实际电网,建立了典型牵引供电系统和公用电网的PSCAD/EMTDC仿真模型,所谓典型公用电网,是指通过大量的资料搜集和整理,得到的电能质量问题突出,特别是电气化铁路负荷较重,且电网结构比较薄弱的某地区电网。采用上述仿真模型进行仿真,得到变电站母线谐波情况,将仿真结果和实际测试数据进行了对比,仿真结果表明所建立模型可以很好地反映牵引供电系统的谐波情况和负序影响等。验证了所建立仿真模型的可靠性。利用所建立模型详细分析了不同接线牵引变压器对公用电网产生的谐波和负序影响,并从谐波、负序等电能质量污染因素和经济因素综合评价,得到Scott接线和阻抗匹配平衡牵引变的综合性能最好。仿真分析结果具有较高的可信度和工程参考价值。

轨道交通牵引供电网电磁辐射场强的数值模拟

在分析城市轨道交通牵引供电系统工作原理与特点的基础上,针对人流集中的轨道交通站台建立了一种高压直流牵引系统下的静态电磁场模型,探讨了静态电磁场仿真的适用数值计算原理与边界条件处理方法。采用有限差分法对该电磁场模型进行了理论计算与数值模拟,结果表明:以轨道交通岛式站台中心为原点,在站台上1.7 m高处,往两侧电场强度与磁感应强度逐渐变大,在站台边缘处电场强度最大值达220 V/m,磁感应强度最大值达60μT,与电磁辐射场强的实地监测结果一致。

基于源网荷统一链式电路的交流电气化铁路动态潮流计算

为了实现交流电气化铁路列车供电系统仿真一体化,并考虑公共连接点处多负荷的相互影响,将列车供电系统分为电源层、电网层和负荷层。通过建立输电线、馈线和牵引网的链式电路模型及各接口之间的转换关系模型,构建列车供电系统源网荷统一链式电路通用模型。基于该模型进行列车供电系统动态潮流计算,分别建立采用电流源和功率源迭代模型求解的基本型模型。为了降低计算机仿真耗时,在基本型模型的基础上,提出相应的改进型模型及求解方法。以某电气化铁路线路为例,分别对不同求解方法的计算精度、迭代收敛次数、计算机仿真耗时和模型应用场景等进行仿真分析。结果表明基本型和改进型计算精度一致,但改进型仿真耗时更少;进行源网荷潮流计算具有必要性,尤其电网薄弱地区,同时表明功率源迭代模型较电流源迭代模型应用场景更广。

轻轨供电系统谐波的测量与仿真分析

轻轨供电系统采用直流牵引,具有波动性强、系统谐波含量丰富等特点,极可能威胁到电力系统的安全稳定运行。本文研究轻轨供电系统在不同运行状态下对公共电网谐波的影响规律。依据机车、牵引供电系统和公共电网的实际参数,搭建包括公共电网在内的城市轨道交通牵引供电系统整体仿真模型,并通过实际的现场谐波测试数据加以验证。以此模型为平台,得出该供电系统向公共电网注入谐波主要是24脉波整流导致的特征谐波(23次、25次)和逆变器开断导致(11次、13次)。谐波含量在单端供电极限运行情况下较为严重,在列车启动瞬间其总谐波畸变率可达到17%。尽管在极端运行情况下,但各次谐波含量都未超过国家标准允许值。这些研究可为调查城市轨道交通供电系统的影响提供理论支持。

电铁牵引负荷对县级电网电能质量影响的测量与治理仿真

县级电网电源点少电气结构较弱,县级电网接入的电铁牵引负荷具有的非线性、单相独立性和随机波动性的特点,是影响县级电网电能质量的主要原因,利用ELSPEC电能质量监测仪对县级电网110 k V母线电压进行连续测试,分析得出电铁牵引负荷产生的电压骤降、谐波注入、电压波动及闪变、负序不平衡度对县级电网电能质量的影响程度,根据测量结果对负荷侧拟采用的SVC补偿方案利用PSCAD电网仿真计算软件进行仿真分析,得出采用SVC治理措施后电压合格水平得到有效提升的结论。

南京地铁供电网络交直流潮流计算

通过直流网络、交流网络处理和交直流迭代,对地铁这一特殊负荷给出了较全面的分析步骤。详细分析了固定拓扑法、线性化友网络法等涉及到的关键技术。最后将仿真结果与实测数据比较,所编程序对地铁观光试运行的仿真结果与实例数据基本吻合,可为南京地铁的运行与供电网络间的互相影响研究提供有效的手段。

轨道交通牵引供电整流谐波对公用电网的影响

介绍公用电网对谐波的要求及24脉波整流的谐波含量,分析并计算33 kV和110 kV电网中23次和25次整流谐波电流,提出分布式48脉波整流方案,以消除电网中23次和25次等整流谐波。

高海拔山区铁路牵引供电系统——问题、挑战与对策思考

我国西部高海拔山区铁路部分区段面临沿线缺乏有力电网支撑,外部电源系统极端薄弱,途径复杂大坡道高原山区,建设难度大。高海拔山区铁路对牵引供电系统的技术要求非常特殊,对外部电网接入方案、牵引变电所供电能力、电源备用方式、长大坡道电分相处理方案等诸多方面提出了极为特殊的要求。该文从输电网–牵引变电所协同规划、长大坡道对牵引供电系统电压抬升影响、客货混跑下牵引供电系统谐波稳定性问题3个方面,分别剖析高海拔山区铁路牵引供电系统安全运行所面临的难题。然后,通过梳理总结已有文献研究,依次从考虑列车负荷和风光新能源不确定性的输电网随机规划方法、长大坡道下牵引负荷准确模拟与电压抬升机理分析、电力机车–牵引网系统宽频带谐波稳定性分析与振荡抑制措施3个角度对上述问题进行初步分析,同时给出了可能的解决方案,为高海拔山区铁路安全运行研究提供了借鉴。

基于受电式电力牵引多源制地铁工程车平台的研发

针对地铁工程车多种用途、用户分散的特点,搭建了基于受电式电力牵引多源制地铁工程车平台。文章介绍了地铁工程车平台的总体、电气系统的主要结构与技术参数,重点阐述了蓄电池及充电系统、控制系统重联运用、制动系统冗余控制等符合地铁工程车运用环境特色的部件的技术特点,并对工程车平台的未来发展方向进行了展望。

高速铁路双边牵引供电系统建模与适应性分析

构建了高速铁路双边牵引供电系统仿真计算模型,计算分析了牵引网电流分布、均衡电流大小、电压损失等主要技术指标,并仿真验证了双边牵引供电系统较单边牵引供电系统可显著提升牵引供电能力,为双边供电方式下牵引供电方案优化设计提供了重要基础;同时在牵引供电系统双边供电方式下,计算了外部电源电网潮流,优化了供电方案,以适应电网对安全稳定运行的约束,对双边供电技术的推广应用具有重要意义。

基于贯通供电系统的多变电所并网控制的研究

贯通式同相供电系统作为一种新型牵引供电系统,通过电力电子技术实现牵引网的全线贯通,彻底取消了牵引网上的过分相装置。以五电平三相/单相变换器的贯通式同相供电系统为例,分析了两变电所之间的环流特性,同时基于下垂控制的思想,提出一种适用于该系统的并网控制策略,相对于传统下垂控制方案受限于其固定系数而无法快速调节变电所功率输出的不足,该方案能根据机车负载的投切实时控制各个变电所的功率输出,使系统达到预期的运行效果。仿真和实验表明,在该控制策略的作用下各变电所输出电压的幅值、相位、频率能与牵引网实时保持一致且系统能较好地稳定运行,验证了所提控制策略在贯通式同相供电系统中应用的合理性和可行性。

交-直-交型同相供电系统的研究

为了解决电气化铁路现在普遍存在的电能质量和电分相问题,研究了一种交-直-交型贯通同相供电系统,从铁路牵引供电系统结构、牵引变电所结构、同相供电装置进行了分析,并对系统实施方案进行了探讨。

牵引供电系统建模及其对电网电能质量的影响分析

为分析动车组牵引供电系统谐波对电网的影响,建立真实反映包含动车组的牵引供电系统谐波波动情况的负荷仿真模型,文章基于实测数据提出了一种动车组概率谐波模型快速生成方法,并验证了模型的正确性;在MATLAB/Simulink中搭建了考虑变压器谐波阻抗非线性特性的直供牵引供电系统,仿真分析了动车组数量、位置和电网短路容量对电网电能质量的影响规律,同时给出了定量表达式。在铁路牵引供电系统接入公共电网的时候,基于该定量表达式可快速评估其可能产生的谐波,为后续的谐波治理提供一定的理论依据。

四棵树电气化铁路牵引变电站供电方式分析

为了满足牵引变电站的两路输电线的供电安全要求,以奎屯电网内四棵树电气化铁路牵引变电站为例,分析了不同运行方式对电气化铁路供电系统的影响,通过仿真分析校核分析结果,并结合电网规划及电网管理等方面提出完善电网网架结构、加强接入方案设计、加大隐患排查及用户侧管理等相关应对措施。

高速牵引供电系统建模及其运行参数对电网谐波的影响

本文在对牵引供电系统中交直交机车运行原理分析的基础上,建立了以有功功率、功率因素、直流侧电压3个指标作为参考的CRH380B型机车简化模型,并采用PSCAD/EMTDC搭建了电力机车-牵引网-电网牵引负荷联合仿真模型,通过仿真分析了运行参数AT变压器漏抗、外部电源容量(电网容量)、牵引变压器容量对电网电流谐波的影响。仿真结果表明,AT变压器漏抗、牵引变压器容量对电网电流谐波有影响较大,而外部电源容量对电网电流谐波的影响较小。