高速鐵路牽引供電系統(tǒng)數(shù)字建模及仿真.pdf

1、我國高速鐵路正處于高速建設和快速發(fā)展階段，牽引供電系統(tǒng)是高速鐵路的重要子系統(tǒng)之一，其安全、可靠、高效地運行是高速鐵路可靠性運行的重要保障。牽引供電系統(tǒng)的數(shù)字仿真是系統(tǒng)設計、科學研究的重要依據(jù)，具有重要的理論和應用價值。其數(shù)字化仿真中，有效的牽引網(wǎng)潮流計算和諧波分析方法是需要研究的重點問題，本論文重點對高速鐵路牽引供電數(shù)字化仿真中的潮流計算、牽引網(wǎng)諧波傳播規(guī)律等進行了研究。
　　 高速鐵路采用自耦變壓器(AT)供電方式，由于其結構

2、復雜，對其仿真計算較為困難?；贏T等值電路，提出了牽引網(wǎng)潮流的改進算法。算法將列車作為恒功率模型，計及AT漏抗，利用牛頓迭代法和疊加原理對供電區(qū)間單列車和多列車運行進行求解。該算法能計算AT漏抗值對牽引網(wǎng)電氣特性的影響。對供電區(qū)間單列車、多列車的運行工況下的列車電流、電壓和牽引網(wǎng)電壓分布進行仿真。仿真結果表明無論供電區(qū)間存在單列車、還是多列車運行，無論機車位置何處，迭代均能快速收斂，計算結果準確。
　　 高速列車運行必須保證一

3、定的網(wǎng)壓水平。針對AT供電方式，對用提高正饋線電壓等級方法以提高列車受電電壓的方案進行了分析討論。正饋線電壓等級分別為27.5kV和55kV時，對供電區(qū)間單列車、多列車運行時列車電壓，供電系統(tǒng)電流分布與列車平均有效電壓仿真。仿真結果表明：對供電區(qū)間任意位置單列車和多列車情況，提高正饋線電壓等級后，降低了牽引網(wǎng)的電壓損失，列車電壓均提高。4列車時，列車電壓平均升高4.29kV。分析表明提高正饋線電壓的方案，可有效改善列車受電電壓水平。

4、r>　　 高速列車采用交一直一交傳動系統(tǒng)，低次諧波含量減少但頻譜變寬，牽引網(wǎng)存在諧波放大和高次諧振的危險，需對此進行研究。本文利用多端口降階模型模擬牽引網(wǎng)，計算了牽引網(wǎng)等效阻抗，分析了牽引網(wǎng)諧波傳播特性。對不同牽引網(wǎng)長度、機車不同位置、牽引網(wǎng)不同位置處的諧波放大進行了仿真，仿真結果表明：牽引網(wǎng)諧振頻率與機車位置無關，牽引網(wǎng)越長諧振頻率越低，機車離變電所越遠諧波放大倍數(shù)越大。
　　 建立牽引供電系統(tǒng)的模型庫，能方便的運用到各種仿

5、真分析中。利用matlab/simul-ink建立牽引供電系統(tǒng)元件庫和機車模型，構建了牽引供電—機車仿真系統(tǒng)。仿真驗證表明：所建系統(tǒng)具有較好的適用性和通用性。根據(jù)所建模型，仿真分析了高速機車的諧波特性，仿真結果表明：機車諧波水平隨功率的增加而降低，隨列車電壓增加而增加；仿真分析了牽引網(wǎng)諧波放大和諧振規(guī)律，仿真結果驗證了多端口理論分析的結論；討論了諧波抑制措施，并仿真機車不同位置、牽引網(wǎng)不同長度時的諧波抑制效果，仿真結果表明所設置的諧波抑