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高速铁路牵引供电系统动态建模及电能质量分析
| 论文题名： | 高速铁路牵引供电系统动态建模及电能质量分析 |
| 关键词： | 高速铁路;牵引供电系统;行车运行图;动态建模;电能质量 |
| 摘要： | 高速铁路牵引负荷具有大功率、高密度、非线性及随机性等特性，给牵引供电系统带来了负序、谐波、电压波动等电能质量问题。随着我国经济发展对高速铁路的需求以及新建线路不断地开通投入运营，铁路总公司不断地调整行车运行图，增大行车密度，这一举措势必对牵引供电系统电能质量造成一定的影响，值得深入研究。 本文首先研究了牵引负荷动态建模方法，详细分析了动车组运行过程中的受力情况并建立了相应的运动方程;阐述了动车组恒速牵引运行策略，根据动车组各工况之间的转换关系，给出了动车组的牵引计算流程;结合动车组网侧功率需求/馈出方程和牵引计算结果，建立了动车组的动态基波模型，分析了动车组在不同负载情形下的谐波输出特性，在此基础上，建立了动车组的动态谐波模型;实例仿真验证了牵引计算算法和动车组动态负荷建模方法的可行性和正确性;结合行车运行图给出了全天24小时动态牵引负荷建模的流程。 研究了牵引供电系统动态数学模型建模方法，先后建立了外部电源、牵引变电所的静态数学模型，结合动态牵引负荷模型，建立了牵引网的动态链式网络模型，根据牵引供电系统的拓扑结构，建立了牵引供电系统动态数学模型。 结合前面的研究，研究了牵引供电系统动态潮流计算方法，并通过实例仿真分析了单辆CRH2A型动车组运行时的基波电流以及注入电力系统的谐波电流，并同现场实测数据进行了对比，仿真结果表明，本文所采用的动态建模、潮流计算方法可行且正确，能准确的模拟动车组运行过程中各种电气量的动态变化情况。 最后结合实例，仿真分析了牵引供电系统关注的相关电能质量指标的24小时动态变化情况以及95％概率统计值、最大值等，主要分析了负序电压不平衡度、电压波动、电能损失、谐波电压畸变率。仿真结果表明，本文所采用的方法能对准确评估牵引供电系统的负序电压不平衡度，与现场实测基本吻合;高速铁路牵引供电系统低次谐波主要受电力系统背景谐波影响，高次谐波主要受牵引负荷影响。论文根据仿真结果进一步讨论了牵引供电系统谐波谐振并给出了提高谐波电能质量的相关措施。 |
| 作者： | 王科 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 陈丽华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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