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电气化铁路牵引供电系统电磁暂态仿真研究
| 论文题名： | 电气化铁路牵引供电系统电磁暂态仿真研究 |
| 关键词： | 电气化铁路;牵引网;电磁暂态;并行计算;仿真模型 |
| 摘要： | 随着电气化铁路的快速发展，其对国民经济发展具有越来越重要的意义。电气化铁路牵引供电系统的电磁暂态仿真是分析电气化铁路电能质量的重要工具，是研究电气化铁路对电力系统影响的重要内容。而如何对电气化铁路牵引供电系统的电磁暂态过程进行快速精确的仿真是目前研究的重点。本文研究了电气化铁路牵引供电系统电磁暂态仿真问题，主要内容如下: 首先，提出了以牵引网导线为系统主体，其他电气元件描述为网络上的串联元件和并联元件的牵引网全网电磁暂态模型建立方法。推导了包括基于贝杰龙模型的牵引网导线模型、基于受控源原理的牵引变压器和自耦变压器模型在内的牵引网主要电气元件的独立电磁暂态模型，整理了基于牵引网电气设备分布，分割牵引网导线，建立牵引网全线的电磁暂态节点电压方程的计算方法。研究结果表明该建模方法在多种工况下计算结果与商业仿真软件仿真基本吻合，具有建立整网模型便捷、调节仿真参数方便及支持二次开发等特点，对电气化铁路牵引网建模仿真和电能质量问题研究具有重要价值。 其次，根据电力系统分网并行计算理论，以长输电线解耦算法为基础，将牵引网分割为多个单步计算相互独立的子系统，设计了牵引网电磁暂态并行计算方法，并编写了牵引网电磁暂态计算软件。基于MATLAB/Simulink搭建的动车组电磁暂态模型，利用Simulink Coder工具箱将动车模型转换为C++语言可以调用的动态链接库形式，实现了车网耦合牵引供电系统电磁暂态仿真。同时考虑牵引网子系统计算相互独立和机车通过实例化计算相互独立的特点，将牵引网子系统和机车模型分配到不同计算核心中计算，设计了车网耦合牵引网的电磁暂态仿真并行算法，减少仿真计算时间，提高仿真计算效率。研究结果表明该方法能够加速分析大规模长线路的牵引供电系统的电磁暂态，具有重要的工程应用前景。 |
| 作者： | 孙科 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 江全元 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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