能馈式牵引供电装置在地铁供电中的应用研究

论文摘要

随着经济的发展,城市交通拥挤状况越来越严峻,严重影响人们的日常工作和生活。地铁作为一种低能耗、低污染、高效率的运输方式,在世界各国的大中型城市都得到了广泛的应用。它因为具有速度快、站距短、起制动频繁等特点,已成为解决城市快速交通的有效方式。地铁中普遍运用到直流牵引供电系统采用的是二极管整流器,电能只能从交流电网向直流牵引网单向流动。当车辆制动时,多余的再生制动能量使直流电网电压升高。传统的解决方法是设置电阻制动装置,这就造成两个问题。第一个问题是无法有效利用制动能量。第二个问题是,由于目前地铁中主要使用晶闸管和二极管两种整流方式,这样的整流方式等于向电网注入了大量谐波和无功功率,会引起网侧电流畸变,甚至严重影响电力系统的电能质量。针对以上情况,本文描述了一种新型供电系统——能馈式牵引供电系统。该系统采用三相电压型PWM整流器作为变流单元,根据能量流动需要在整流、逆变工况间切换,可将多余的再生制动能量回馈至交流电网。本文描述了该系统的结构、功能、特点和工作原理,着重从交流侧谐波、直流侧特性两方面对系统展开应用研究。同时结合该系统在广州地铁已运营线路上安装、试验和运行的实际数据,对该系统的稳定性和节能性能进行评估及验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景和研究意义
• 1.2 研究目标及内容
• 第二章 城市轨道交通供电系统的组成与功能
• 2.1 基本组成与功能
• 2.1.1 变电所的分类及要求
• 2.1.2 变电所的运行方式
• 2.2 直流牵引供电
• 2.2.1 系统的组成
• 2.2.2 运行方式
• 2.3 电力监控
• 2.3.1 基本组成与功能
• 2.3.2 监控的基本内容
• 第三章 能馈式牵引供电装置
• 3.1 装置简介
• 3.1.1 系统构成
• 3.1.2 装置功能特点
• 3.2 控制系统功能与组成
• 3.2.1 控制系统组成
• 3.2.2 控制系统功能
• 3.2.3 控制系统接口
• 3.2.4 实时监控软件
• 3.3 系统结构参数
• 3.4 型式试验数据
• 第四章 系统控制策略
• 4.1 控制系统功能层次划分
• 4.2 电流控制
• 4.3 串联控制
• 4.3.1 基于电压源模型的串联控制方案
• 4.3.2 基于功率源模型的串联控制方案
• 4.4 输出特性控制
• 4.4.1 稳压特性及实现
• 4.4.2 下垂特性及实现
• 4.5 协调控制
• 4.5.1 协调控制目标
• 4.5.2 协调控制策略
• 第五章 能馈式牵引供电装置的挂网试验
• 5.1 全功率逆变试验
• 5.2 带车运行试验一（并联工作）
• 5.3 带车运行试验二（单独工作）
• 5.4 无功补偿试验
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢
• 附表