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电气化铁路同相供电装置关键技术研究
| 论文题名： | 电气化铁路同相供电装置关键技术研究 |
| 关键词： | 牵引供电系统;同相供电系统;贯通同相供电装置;再生制动能量;并网控制;多Agent技术 |
| 摘要： | 随着高速、重载电气化铁路的快速发展，电铁牵引供电系统的三相不平衡、负序、无功、谐波、通信干扰以及过电分相等问题显得更加突出，因此需要研究新型牵引供电系统以便从根本上全面解决这些问题。论文深入研究了电气化铁道的本质问题，较为全面的研究了同相供电系统的理论，并通过仿真和实际系统的构建进行了验证。 针对电气化铁道存在的亟待解决的问题，提出了一种同相供电装置的结构，该结构不仅可以解决现有电气化铁路存在的各种问题，还能兼顾再生制动能量的存储问题。给出了基于同相供电装置的同相供电系统的拓扑结构，优缺点及实现路径。 深入分析了贯通同相牵引供电系统的相关问题，给出了贯通同相供电装置的结构、工作原理及功率分布等。 研究了再生制动能量利用问题。提出了同相供电装置结合能量存储系统ESS，实现再生制动能量的利用。分析了作为再生制动能量储存的直流储能单元，CTPSD具有较强的适应机车负荷变化的能力，可实现快速动态补偿。CTPSD+ESS具有有功、无功四象限调节能力，可以实现机车再生制动回馈能量，在保证系统安全的同时，大幅提高牵引供电系统的运行效率。并讨论了再生制动能力的计算、储存及控制策略等。 研究了贯通同相供电装置的并网运行措施，采用分散逻辑结构的环流功率控制措施，可以很好地解决并网中的环流问题。 提出了基于多Agent技术的贯通同相供电协调控制的系统结构，建立了基于BDI模型的监控CDMCA、协作CDCA和管理CDMA；对各模块的结构和功能进行了深入研究，讨论了贯通同相供电系统的建立方案、运行和协调机制，仿真研究了紧急情况下的系统控制策略。 通过对京沪高速铁路的仿真和分析，得出：采用基于多Agent的同相供电协调控制系统，不仅可以解决电气化铁路现存的各种问题，特别是通过各同相供电装置之间的相互协作，实现变电所之间的潮流调度，提高牵引变压器的容量利用率和负荷率。 基于上述理论，进行了仿真，结果表明：本文提出的同相供电系统方案、控制策略、再生制动能量的利用是正确可行的；基于同相供电装置的同相供电系统，能够实现由单相系统到三相系统的平衡变换，并且能够滤除谐波并对无功进行补偿，使得单相电铁不平衡负载对电力系统而言，只相当于一个纯阻性的三相对称负载。 |
| 作者： | 赵彦灵 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 李群湛 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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