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铁路全电缆电力贯通线电压补偿方案及容量配置优化研究
| 论文题名： | 铁路全电缆电力贯通线电压补偿方案及容量配置优化研究 |
| 关键词： | 铁路电力供电系统;全电缆贯通线;电容效应;电压补偿;容量配置优化 |
| 摘要： | 铁路电力供电系统作为铁路“四电”之一对于铁路系统行车安全极其重要，在我国铁路高速重载发展的大背景下，对铁路电力供电系统的供电可靠性提出了新的发展要求。为确保铁路电力供电系统的供电可靠性，结合我国线路环境的多样性，在高速铁路和部分自然环境恶劣的线路中（青藏线）效仿西欧国家，采用全电缆电力贯通线供电模式。相比于架空线，全电缆线路虽然供电可靠性高，但由于电容效应严重必须进行补偿。相比西欧国家，我国铁路线路条件复杂，在既有的全电缆贯通线路中，其补偿方案与容量配置鲜有理论分析比较且尚未形成统一标准。基于上述原因，本文针对全电缆贯通线的电压补偿方案及容量优化配置展开研究工作如下: (1)首先介绍了适合于铁路电力供电系统应用环境的电缆，给出电缆相关电气参数的计算同时分析了影响电缆电气参数的各种因素。基于上述结论，本文同时给出了电缆贯通线的数学模型，通过数学模型对铁路全电缆贯通线的电容效应所带来的影响做了理论分析。 (2)对于铁路全电缆贯通线的电能质量问题，首先就电力系统的无功补偿方法做一简要介绍，结合我国目前铁路电力供电系统的实际情况，总结了目前铁路全电缆贯通线中具体使用的补偿方案一共有三种即两端集中补偿、分散补偿以及首端集中补偿+沿线分散补偿，同时将我国既有线路的全电缆贯通线依据长度进行分类，并在我国既有线路中选择三条典型线路，使用Matlab/simulink件建立三种典型线路模型，针对最恶劣的工况，在三条线路仿真模型中分别使用三种补偿方案对线路空载的工况进行仿真。对比仿真结果，分析对比不同补偿方案的补偿效果与补偿特点。 (3)在首端集中补偿+沿线分散补偿的补偿方案基础上采用遗传算法对其容量优化配置。本文以兰新二线玉柳段一级贯通线为例，利用遗传算法对现有补偿容量进行优化配置。仿真证明，优化配置后无功补偿容量减小了55％，但仍能保证线路的电能质量。 (4)针对首端集中补偿+沿线分散补偿方案的首端动态无功补偿装置的选择进行了研究。首先对比分析了不同种类的动态无功补偿装置，其次立足于铁路电力供电系统的实际工况拟采用有源补偿装置SVG对线路进行补偿，与分组投切电抗器进行比较，最后通过Matlab/Simulink仿真分析比较其补偿效果，证明混合有源补偿的可行性。 |
| 作者： | 李凯 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王果;王卫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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