基于MATLAB-Simulink的城市軌道交通交直流供電系統(tǒng)建模仿真.pdf

1、隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市化進(jìn)程的逐步加快，發(fā)展現(xiàn)代化軌道交通已成為許多大城市緩解交通擁堵的最佳選擇。未來(lái)數(shù)年，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)將進(jìn)入黃金時(shí)期。因此提高城市軌道交通行業(yè)的技術(shù)力量，開(kāi)展供電系統(tǒng)理論研究成為當(dāng)下討論的重點(diǎn)。利用MATLAB/Simulink對(duì)城市軌道交通交直流供電系統(tǒng)建模和仿真可以考量電力系統(tǒng)在不同狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行提供依據(jù)，具有較大的理論意義和工程意義。
　　本文首先詳細(xì)地分析了交直

2、流供電系統(tǒng)中的各個(gè)模塊，就重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。其中，交流網(wǎng)絡(luò)模型包括外部電源、主變電所、降壓變電所和中壓供電網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)主變壓器和配電變壓器的建模，建立了雙繞組變壓器數(shù)學(xué)模型與仿真模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提出了模型參數(shù)的計(jì)算公式，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了變換公式的正確性。針對(duì)靜止無(wú)功發(fā)生器的建模，本文根據(jù)其工作原理，采用直接電流控制策略，搭建了基于SVPWM調(diào)制的同步旋轉(zhuǎn)雙閉環(huán)SVG模型，并仿真考量了其補(bǔ)償性能。直流網(wǎng)絡(luò)模型包括直流牽引變電所、直流牽

3、引網(wǎng)和列車(chē)，本文重點(diǎn)對(duì)所涉及的整流機(jī)組建模展開(kāi)了研究。通過(guò)分析6、12、24脈波整流機(jī)組的工作原理，分別搭建了相應(yīng)的仿真模型，詳細(xì)討論了分裂式繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算方法、移相變壓器的位置以及直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)裝置對(duì)輸出端的影響。
　　在此基礎(chǔ)上，本文依據(jù)深圳地鐵11號(hào)線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，聯(lián)合交直流供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模與仿真，并通過(guò)與實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)的對(duì)比，評(píng)估了整個(gè)系統(tǒng)模型的精度。結(jié)果表明，正常運(yùn)行時(shí)仿真模型與深圳地鐵實(shí)測(cè)的電壓、電流分布特性相

4、同。此外，本文還將12、24脈波整流機(jī)組的仿真外特性曲線、深圳地鐵11號(hào)線車(chē)公廟站牽引降壓變電所的實(shí)測(cè)外特性曲線與理論公式繪制的外特性曲線三者進(jìn)行了比較。相較于理論外特性曲線，整流機(jī)組的仿真與實(shí)測(cè)曲線均在過(guò)渡電流處發(fā)生彎折，兩者結(jié)果更吻合，進(jìn)一步驗(yàn)證了整流機(jī)組仿真模型的準(zhǔn)確性。
　　本文最后從穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)兩方面研究了直流側(cè)接觸網(wǎng)對(duì)鋼軌發(fā)生短路故障時(shí)短路電流的變化情況?？紤]過(guò)渡電流的影響，分析了整流機(jī)組的工作狀態(tài)，改進(jìn)了直流側(cè)穩(wěn)態(tài)短路