高速鐵路牽引供電系統(tǒng)數(shù)字仿真與動(dòng)態(tài)模擬平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，大量的新建線路不斷投入運(yùn)行和運(yùn)營。牽引供電系統(tǒng)是高速鐵路的重要組成部分，是保證其安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。與普速鐵路相比，高速鐵路牽引供電系統(tǒng)在供電方式及負(fù)荷特性上都有較大差別，牽引供電系統(tǒng)運(yùn)營的人才儲(chǔ)備及技術(shù)積累兩方面面臨巨大挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)我國高速鐵路的發(fā)展速度，建立牽引供電系統(tǒng)數(shù)字仿真平臺(tái)以及動(dòng)態(tài)模擬平臺(tái)具有重要的意義。
　　牽引供電系統(tǒng)的電氣參數(shù)計(jì)算和運(yùn)行原理分析作為仿真和動(dòng)態(tài)模擬平臺(tái)的

2、核心和基礎(chǔ)，對建立的仿真及動(dòng)模平臺(tái)的準(zhǔn)確度具有重要作用?；诖耍疚拈_展了牽引供電系統(tǒng)潮流計(jì)算方法、高速列車仿真模型的理論研究，分別完成了牽引供電系統(tǒng)潮流計(jì)算仿真平臺(tái)、動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)，這兩者共同構(gòu)成了高速鐵路牽引供電系統(tǒng)數(shù)字仿真平臺(tái)。最后，建立了高速鐵路牽引供電系統(tǒng)等比例縮小的動(dòng)態(tài)模擬平臺(tái)。
　　在牽引供電系統(tǒng)潮流計(jì)算仿真平臺(tái)方面，本文首先給出適于計(jì)算機(jī)編程的牽引網(wǎng)阻抗/電容計(jì)算公式，利用多導(dǎo)體鏈?zhǔn)侥Ｐ徒⒘藦?fù)雜

3、牽引網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型以及三種常用接線的主變壓器數(shù)學(xué)模型;針對高速鐵路的牽引網(wǎng)導(dǎo)線數(shù)目多、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣階數(shù)大的情況，采用導(dǎo)線合并的方法對牽引網(wǎng)多導(dǎo)體模型做降階處理。通過對高速鐵路車網(wǎng)耦合特性分析，以恒功率源等效機(jī)車，并提出了一種考慮車網(wǎng)耦合的牽引負(fù)荷迭代方法。對牽引供電系統(tǒng)輕載、中載、重載三種不同工況的潮流計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明該算法具有較快的計(jì)算速度，且電壓電流等電氣參數(shù)符合實(shí)際情況。將此潮流算法作為計(jì)算核心，本文利用Matlab中的圖形用戶界

4、面(GUI)完成了潮流計(jì)算平臺(tái)的設(shè)計(jì)。
　　在高速列車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)仿真平臺(tái)方面，本文分析了交流傳動(dòng)高速列車的牽引整流器、牽引逆變器工作原理及控制方式，從而完成牽引供電系統(tǒng)主要元件的數(shù)學(xué)建模及運(yùn)行原理分析。根據(jù)牽引整流器、逆變器的工作原理及控制策略，本文利用Matlab/Simulink建立了考慮機(jī)車運(yùn)行特性的高速動(dòng)車組的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)仿真模型，并對其運(yùn)行特性及諧波傳播特性進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果符合實(shí)際高速動(dòng)車組工作情況，能較真實(shí)模擬高