牵引供电系统负荷过程仿真

论文摘要

牵引供电系统负荷过程仿真,可以对各种供电方式、运行方式及列车在各种运行状态下系统的各项供电指标进行核查,为最佳设计方案和运行方案的制定提供科学依据。牵引供电系统负荷过程仿真分为两个部分：对交流牵引供电系统进行数学建模,是实现仿真过程中任一时刻牵引供电系统静态电气计算的关键；实现基于运行图的多列车动态运行仿真,是实现牵引供电系统负荷动态过程的关键。文中以多导体传输线模型为基础,构建了适用于不同供电方式的牵引网统一数学模型,并将其和简化等值电路模型进行了对比分析。基于牵引变电所端口电气量一般变换关系,推导了适用于不同变压器接线形式和不同相序接入的牵引变电所通用等值电路,该通用等值电路考虑了电力系统的影响。在链式网络结构的基础上,分别建立了基于供电臂、变电所及整条线路的交流牵引供电系统仿真通用数学模型,并给出了相应的潮流计算方法。实例计算表明,基于变电所和整条线路的牵引供电系统仿真通用数学模型计算结果准确可信。出于计算机运行效率和代码维护简便的考虑,本文最终选择了基于变电所的牵引供电系统仿真通用数学模型进行软件开发。本文在单列车运行仿真的基础上,提出了一种形成多列车运行仿真结果的计算方法。该方法以运行图为基础,能够实现不同发车间隔,不同车辆编组的多列车运行。以此为基础,本文基于VC++2005.Net软件开发平台,研发了交流牵引供电系统运行仿真软件TractionPowerSimulator 1.0。最后,对某客运专线进行了建模仿真。仿真结果表明,该软件计算结果准确可信,适用于高速、重载电气化铁道牵引供电系统负荷过程仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1. 课题的研究意义
• 1.2. 国内外研究现状
• 1.3. 本文的主要工作
• 第2章 牵引供电系统元件数学模型
• 2.1 牵引网统一数学模型
• 2.1.1 牵引网阻抗计算的特点
• 2.1.2 牵引网简化等值电路模型
• 2.1.3 牵引网统一数学模型
• 2.1.4 两种牵引网模型的对比分析
• 2.2 牵引变电所通用等值电路
• 2.2.1 牵引变压器电流变换阵和电压变换阵推导
• 2.2.2 牵引变电所通用等值电路推导
• 2.3 牵引负荷模型
• 第3章 牵引供电系统仿真通用数学模型及负荷过程的实现
• 3.1 牵引供电系统仿真通用数学模型
• 3.1.1 基于供电臂的牵引供电系统仿真模型及潮流计算
• 3.1.2 基于变电所的牵引供电系统仿真模型及潮流计算
• 3.1.3 基于整条线路的牵引供电系统仿真模型及潮流计算
• 3.1.4 三种模型的对比分析
• 3.2 牵引供电系统负荷过程仿真的实现
• 第4章 牵引供电系统负荷过程仿真软件的设计与实现
• 4.1 软件的基本架构
• 4.2 列车运行仿真模块（TractionRun）
• 4.2.1 单列车运行仿真计算简介
• 4.2.2 基于运行图的多列车运行仿真计算
• 4.3 牵引供电系统运行仿真模块（TractionPower）
• 4.3.1 供电计算模块的系统设计
• 4.3.2 供电计算模块的数据结构
• 4.3.3 供电计算模块的软件实现
• 第5章 仿真实例计算与分析
• 5.1 仿真实例参数
• 5.1.1 线路参数
• 5.1.2 供电设施参数
• 5.1.3 车辆参数
• 5.1.4 运行图参数
• 5.2 供电运行仿真过程与输出
• 5.3 仿真结果分析
• 5.3.1 牵引变电所运行参数分析
• 5.3.2 牵引网参数分析
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文