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原文传递高速铁路牵引供电系统负荷建模

论文题名：	高速铁路牵引供电系统负荷建模
关键词：	高速铁路;牵引变电所;动车组;数字仿真;负荷模型
摘要：	随着我国高速铁路的快速发展，高铁牵引供电系统已成为电力系统的重要用户之一。但是高铁牵引负荷作为一种大容量、冲击性强的非线性负荷，会对电网产生一系列不良影响，甚至会严重威胁电网的安全稳定运行。为了适应我国高速铁路的快速发展形势，开展高铁牵引供电系统负荷建模研究，对正确分析和评估高铁牵引供电系统运行状态，降低其对电力系统的影响，保障两者的健康协调发展具有重要意义。　　基于此，根据高铁牵引供电系统工作原理和负荷特性，本文开展了动车组牵引传动系统数字仿真研究，在此基础上利用参数辨识方法进行动车组负荷建模和牵引供电臂负荷建模。　　在动车组牵引传动系统数字仿真方面，针对动车组运行特性受牵引网网压、线路条件、载重影响，建立了CRH2动车组牵引传动系统仿真模型，对不同运行情况进行仿真分析。根据动车组控制原理、牵引制动特性和控制策略，建立CRH2动车组牵引传动系统仿真模型;根据制动减速度计算再生制动力和空气制动力，通过电磁转矩和负载转矩变化模拟电空复合制动，进行牵引、制动全过程仿真;分析线路条件对动车组的影响，通过负载转矩变化表征线路条件变化，进行不同线路条件和网压波动下的动车组运行仿真。仿真结果表明，该模型各项参数均符合实际，能较真实模拟动车组运行。　　在动车组负荷建模方面，针对动车组负荷随动车组运行工况、载重和线路条件变化，建立了CRH2动车组负荷模型，并对模型适用性进行分析。动车组牵引电机在牵引和制动工况分别运行在异步电动机和异步发电机状态，根据其负荷构成和特点，采用异步电机并联静态负荷模型来描述动车组负荷;根据CRH2动车组仿真模型不同速度、不同电压扰动下的功率扰动数据，采用遗传算法进行参数辨识，并进行模型泛化能力验证，结果证明该负荷模型能较好描述动车组牵引和制动工况下的负荷需求;通过改变负荷模型的部分参数，反映不同负载和不同线路条件下的动车组负荷变化情况，结果证明该方法能有效提高该模型的适用性。　　在以牵引供电臂为单元的负荷建模方面，针对牵引供电臂负荷随动车组数量、载重及线路条件变化，建立了牵引变电所以供电臂为单元的负荷模型，并对模型适用性进行分析。参考现有文献的牵引供电臂负荷建模思路，建立牵引供电臂负荷模型，并采用遗传算法进行参数辨识，结果证明该模型能较好拟合辨识样本数据;变换牵引供电臂负荷模型部分参数，对供电臂负荷随动车组载重和动车组所处线路条件变化进行适用性分析。　　综上所述，本论文所建立的负荷模型能够较真实模拟高铁牵引供电系统负荷特性，可望为高铁牵引供电系统理论研究及其对电力系统的影响分析提供支持。
作者：	吴双
专业：	电力系统及其自动化
导师：	何正友
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文