高速鐵路牽引網建模與仿真.pdf

1、為滿足我國社會經濟的不斷發(fā)展需求，結合我國是內陸大國、人口眾多、對交通運輸需求極大的基本國情，并且隨著國家對鐵路建設力度的不斷加大，近年來高速鐵路得到迅速的發(fā)展。從牽引供電系統(tǒng)來看，牽引變壓器、牽引網、動車組和綜合接地系統(tǒng)等設備構成了一個完整封閉的能量流動系統(tǒng)，牽引網作為該能量流動系統(tǒng)的重要組成部分，對高速鐵路的安全穩(wěn)定運行起到舉足輕重的作用。因而，提取精準的牽引網電氣參數并且建立精確的牽引網模型意義重大。
　　文中針對高速鐵路普

2、遍采用的全并聯AT供電方式，結合牽引網的多導體傳輸線特性和分布參數特性建立鏈式網絡模型。求解每隔1km切割后的串聯子網的阻抗矩陣和導納矩陣。為解決傳輸線數目多且復雜的問題，將牽引網的多條傳輸線等效為10根導線，推導了多導線的等值簡化方法。
　　在利用Carson公式對牽引網電氣參數進行計算的基礎上，分別采用不同的方法提取特殊導線電氣參數。針對鋼軌和接觸線截面形狀的不規(guī)則性和磁化特性的復雜性，利用電磁場有限元方法對其進行分析，較為精

3、確地求解了它們的內阻抗、對地電容，從而可以精確的計算導線的內阻抗、互阻抗等;討論了貫通地線阻抗的求解方法。采用了四周無限隧道模型對隧道中導線參數進行求解，計算隧道中導線的自阻抗、互阻抗和分布電容。此外，還通過研究高架橋的電氣參數，求得了供電回路和橋墩之間的耦合系數。
　　在Simulink仿真平臺里搭建了牽引網仿真模型，通過分析牽引網短路阻抗特性并且實現牽引網短路阻抗仿真，驗證了所建立的牽引網數學模型的正確性。搭建CRH3型動車組

4、模型，動車組模型的整流器和逆變器分別采用瞬態(tài)直接電流控制和間接轉矩控制的控制策略，通過對車載牽引變壓器、脈沖整流器、中間直流回路、PWM逆變器和異步牽引電機的輸出電氣量的分析，可以看出該電路模型能夠較好的表征CRH3型動車組的非線性特征。
　　實現了高速鐵路牽引網與CRH3型動車組的聯動仿真，同一供電臂下動車組不同位置時牽引網電壓和鋼軌電位分布的仿真，動車組位置固定且處于不同路段時牽引網鋼軌電位分布的仿真，從而研究了在加入非線性負