高速鐵路牽引供電品質(zhì)研究.pdf

1、自2008年8月1日,我國(guó)第一條時(shí)速為350公里的京津城際高鐵通車(chē)運(yùn)營(yíng),標(biāo)志著我國(guó)高速鐵路技術(shù)跨入世界先進(jìn)行列,同時(shí)也拉開(kāi)了中國(guó)鐵路大發(fā)展的序幕。牽引供電系統(tǒng)是高速鐵路的重要子系統(tǒng)之一,牽引供電品質(zhì)是高速鐵路牽引供電系統(tǒng)正常工作的重要保障。
　　 首先,本文提出了一種簡(jiǎn)化的牽引變電所、分區(qū)所等值電路,將不同供電臂連接起來(lái),對(duì)不同結(jié)構(gòu)、不同供電方式的牽引供電網(wǎng)建立統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型。同時(shí),對(duì)列車(chē)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)采用“感應(yīng)電動(dòng)機(jī)并聯(lián)指數(shù)型靜

2、態(tài)負(fù)荷”的數(shù)學(xué)模型,充分考慮列車(chē)與牽引供電網(wǎng)的交互影響,從而能夠更真實(shí)地反映牽引供電系統(tǒng)的潮流分布。
　　 其次,根據(jù)CRH型動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的原理,使用Matlab／Simulink搭建了CRH3、CRH2型動(dòng)車(chē)組電磁暫態(tài)模型,與牽引網(wǎng)機(jī)電暫態(tài)方程實(shí)現(xiàn)交互,在對(duì)牽引網(wǎng)進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)仿真的同時(shí),可以方便、準(zhǔn)確地反映機(jī)車(chē)的內(nèi)部動(dòng)態(tài)特性。利用并行算法,將多輛機(jī)車(chē)分配到不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn),同時(shí)進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真,減少計(jì)算時(shí)間,提高計(jì)算效率。

3、
　　 然后,從高速鐵路設(shè)計(jì)頂層目標(biāo)制定出發(fā),提出了牽引供電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)流程。基于牽引網(wǎng)多導(dǎo)體傳輸線(xiàn)模型,根據(jù)牽引網(wǎng)安培公里曲線(xiàn),推導(dǎo)了牽引網(wǎng)最小功率損失模型,并使用PSO算法對(duì)牽引變電所和分區(qū)所的位置進(jìn)行尋優(yōu),通過(guò)找到合理的牽引供電距離,使得牽引網(wǎng)功率損失最小。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)牽引網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的牽引變電流,計(jì)算各種接線(xiàn)方式下的牽引變壓器計(jì)算容量和校核容量,綜合考慮牽引變壓器容量、設(shè)備利用率等因素,選擇一種合適牽引變壓器接線(xiàn)方

4、式和安裝容量。并綜合比較了地面自動(dòng)過(guò)分相和車(chē)載自動(dòng)過(guò)分相,從節(jié)省旅行時(shí)間和節(jié)能與環(huán)保的角度選擇合適的過(guò)分相方式。
　　 最后,從介紹電力系統(tǒng)三相基波和諧波模型出發(fā),介紹了向量法求解三相電力系統(tǒng)基波潮流和諧波潮流的方法,并結(jié)合高速鐵路牽引供電系統(tǒng),提出了牽引供電系統(tǒng)，公共電網(wǎng)耦合的潮流計(jì)算方法,分析高速鐵路牽引供電系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響,主要包括電力系統(tǒng)各母線(xiàn)電壓三相不平衡度、牽引變諧波電流、電網(wǎng)諧波電壓分布等,并將計(jì)算結(jié)果與國(guó)標(biāo)進(jìn)