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含光伏和混合储能的同相牵引供电系统日前优化调度

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西南交通大学学报 2023年第1期58卷 30-39页

作者：刘元立李群湛中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 西南交通大学电气工程学院四川成都610031

既有牵引供电系统中以负序为主的电能质量问题以及电分相环节严重制约了其安全、高效运行,目前理想的解决方案是基于对称补偿理论的同相供电技术.通过同相补偿装置中的直流母线接入光伏发电系统以及混合储能装置,进一步实现再生回馈能... 详细信息

既有牵引供电系统中以负序为主的电能质量问题以及电分相环节严重制约了其安全、高效运行,目前理想的解决方案是基于对称补偿理论的同相供电技术.通过同相补偿装置中的直流母线接入光伏发电系统以及混合储能装置,进一步实现再生回馈能量利用和牵引负荷削峰填谷,提高光伏渗透率.因此,建立了一种同相牵引供电系统优化运行模型,该模型以同相牵引变电所日运行成本最低为目标,以混合储能装置充放电策略、光伏出力以及潮流控制器功率为决策变量,尤其考虑了电网侧三相电压不平衡度约束;进一步将原始优化模型中非线性约束进行线性化处理,得到混合整数线性规划模型,并利用商业规划求解器CPLEX进行求解.算例分析结果表明:接入光伏与混合储能装置后日运行成本可节省36.45%,且三相电压不平衡度满足国标上限2%的要求.

关键词：同相牵引供电系统储能光伏电压不平衡混合整数线性规划

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论干线铁路与城市轨道统一牵引供电方式

中国科学：技术科学 2018年第11期48卷 1179-1189页

作者：李群湛西南交通大学电气工程学院成都610031

在研究干线铁路同相供电和城市轨道工频交流供电的基础上,为了实现干线铁路和城市轨道无分相、不间断供电和彼此互联互通,提出了一种新型牵引供电系统和干线铁路与城市轨道相统一的牵引供电方式.该新型牵引供电系统由主变电所和牵引供... 详细信息

在研究干线铁路同相供电和城市轨道工频交流供电的基础上,为了实现干线铁路和城市轨道无分相、不间断供电和彼此互联互通,提出了一种新型牵引供电系统和干线铁路与城市轨道相统一的牵引供电方式.该新型牵引供电系统由主变电所和牵引供电网组成,牵引供电网由供电网、牵引所和牵引网组成,供电网和牵引网实行梯级供电.研究了相邻主变电所之间的牵引供电网的连通方式及其抑制均衡电流的效果;提出了一种新的以接触带实现接触供电与以受电犁实现集电的方案;讨论了接触带与受电犁的优越性;分析了接触带的电压等级及主要影响因素;研究了主变电所牵引、电力单独供电及混合供电的实施方案;阐述了牵引供电网的分段保护与状态辨识技术.与传统牵引供电系统相比,新型牵引供电系统优势显著,值得进行更深入的研究.

关键词：干线铁路城市轨道牵引供电系统接触供电方式集电方式牵引与电力混合供电分段保护

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城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术

西南交通大学学报 2015年第2期50卷 199-207页

作者：李群湛西南交通大学电气工程学院四川成都610031

在地铁、轻轨等城市轨道交通中,为了避免现行直流牵引供电系统的迷流,同时发挥其无分相的优势,提出并研究了一种交流牵引供电系统.该系统由主变电所(MSS)和电缆牵引网(CTN)构成,主变电所由单相主牵引变压器(MTT)和负序补偿装置(NCD)组... 详细信息

在地铁、轻轨等城市轨道交通中,为了避免现行直流牵引供电系统的迷流,同时发挥其无分相的优势,提出并研究了一种交流牵引供电系统.该系统由主变电所(MSS)和电缆牵引网(CTN)构成,主变电所由单相主牵引变压器(MTT)和负序补偿装置(NCD)组合而成,电缆牵引网由双芯电缆(DCC)、牵引变压器(TT)和接触网(OCS)、钢轨(R)等构成.讨论了该系统的3项关键技术:电缆牵引网的供电原理,等效电路和输电能力,电缆与接触网的匹配技术,接触网电压等级选择等;牵引网分段供电技术,牵引网供电状态辨识方法,分布式保护与集中式保护方案等;单条线路主变电所供电方案,2条及以上线路共用主变电所的供电方案.该系统技术性能优良,经济性好,可靠性高,为地铁、轻轨等城市轨道交通提供了新的、更好的选择.

关键词：地铁轻轨城市轨道交通交流牵引供电电缆牵引网分段供电保护迷流

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论新一代牵引供电系统及其关键技术

西南交通大学学报 2014年第4期49卷 559-568页

作者：李群湛西南交通大学电气工程学院四川成都610031

与既有电气化铁路牵引变电所换相接入电力系统不同,提出新一代牵引供电系统,即在同一电力系统内实现电气化铁路无分相的同相贯通供电系统.本文讨论了与新一代牵引供电系统相关的三项关键技术:一是牵引变电所采用组合式同相供电技术,治... 详细信息

与既有电气化铁路牵引变电所换相接入电力系统不同,提出新一代牵引供电系统,即在同一电力系统内实现电气化铁路无分相的同相贯通供电系统.本文讨论了与新一代牵引供电系统相关的三项关键技术:一是牵引变电所采用组合式同相供电技术,治理负序,取消变电所出口处的分相;二是新型双边供电技术,取消分区所处的分相,减小均衡电流及其对电力系统的影响,同时,调整功率因数,保证牵引网电压水平;三是牵引网分段供电与测控技术,将供电臂适当分段,运用同步测量技术,更准确、更及时地判别故障类型与部位,并把故障限制在最小范围内.文章还说明了系统的经济性和可靠性.

关键词：新一代牵引供电系统组合式同相供电新型双边供电牵引网分段供电与测控

单相级联H桥整流器无锁相环瞬态直接电流控制

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铁道学报 2019年第1期41卷 43-49页

作者：丁菊霞李群湛西南交通大学电气工程学院四川成都610031

无工频变压器牵引传动系统是高速动车组轻量化的发展趋势。以无工频变压器牵引传动系统前端单相级联H桥整流器为研究对象,取消了网侧电压锁相环,实现网侧电流实时跟踪网侧电压为目的,建立了单相级联H桥整流器的数学模型;根据瞬时有功电... 详细信息

无工频变压器牵引传动系统是高速动车组轻量化的发展趋势。以无工频变压器牵引传动系统前端单相级联H桥整流器为研究对象,取消了网侧电压锁相环,实现网侧电流实时跟踪网侧电压为目的,建立了单相级联H桥整流器的数学模型;根据瞬时有功电流的定义,提出了一种无锁相环瞬态直接电流控制方法,实现了非理想电网电压情况下网侧电流对电压的实时准确跟踪控制;并在此基础上,提出了无锁相环直流侧电容电压均衡控制方法,解决了负载不平衡时直流侧电容电压不平衡的问题。最后,对所提出的无锁相环瞬态直流电流控制方法进行了计算机仿真,仿真结果验证了该算法的正确性和有效性。

关键词：级联H桥整流器单相锁相环瞬态直接电流控制电容电压平衡

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基于MMC的同相供电有源补偿器

铁道学报 2017年第4期39卷 25-31页

作者：周阳李群湛西南交通大学电气工程学院四川成都610031

针对电气化铁路存在的负序、谐波和无功的电能质量问题以及机车过分相问题,提出一种基于模块化多电平变换器MMC(Modular Multilevel Converter)的新型同相牵引供电系统。其较传统的同相供电系统优势在于:使用目前高铁普遍采用的结构简单... 详细信息

针对电气化铁路存在的负序、谐波和无功的电能质量问题以及机车过分相问题,提出一种基于模块化多电平变换器MMC(Modular Multilevel Converter)的新型同相牵引供电系统。其较传统的同相供电系统优势在于:使用目前高铁普遍采用的结构简单的V/V变压器替代结构复杂的平衡变压器;APC采用三相换流器替代单相背靠背换流器,可节省一相换流器桥臂;三相换流器采用MMC结构,可省去降压隔离变压器。同时提出相应的控制策略用于补偿机车负载的负序、谐波和无功。仿真验证了新型同相牵引供电系统的正确性和有效性。

关键词：电气化铁路新型同相供电模块化多电平变换器有源补偿器 V/V变压器电能质量

基于模块化多电平换流器和组合式变压器的高速铁路同相牵引供电系统

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高电压技术 2016年第1期42卷 97-104页

作者：黄小红李群湛西南交通大学电气工程学院成都610031

为解决高速铁路大容量负荷补偿需要、降低有源补偿装置容量,提出了基于模块化多电平换流器(MMC)与组合式接线变压器相结合的有源补偿同相牵引供电系统。设计了基于MMC的直挂型潮流控制器(PFC)拓扑结构,并推导了MMC参数计算方法。提出了... 详细信息

为解决高速铁路大容量负荷补偿需要、降低有源补偿装置容量,提出了基于模块化多电平换流器(MMC)与组合式接线变压器相结合的有源补偿同相牵引供电系统。设计了基于MMC的直挂型潮流控制器(PFC)拓扑结构,并推导了MMC参数计算方法。提出了负序灵活补偿策略,在负序满足国标的前提下节省了有源补偿装置容量。与传统同相牵引供电系统相比,该方法在满足更高的电压等级和功率要求的同时,节省了匹配变压器成本,降低了有源补偿容量。最后给出了系统控制策略,并通过仿真分析验证了所提方案的有效性与正确性。

关键词：高速铁路同相供电系统组合式变压器直挂型潮流控制器模块化多电平换流器拓扑结构参数设计负序灵活补偿策略

我国高速铁路牵引供电发展的若干关键技术问题

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铁道学报 2010年第4期32卷 119-124页

作者：李群湛西南交通大学电气工程学院四川成都610031

在电力电子技术迅速发展与普及应用的背景下,本文借鉴德国模式,提出一种取电于公用电网而又相对独立的牵引供电系统。它能彻底解决电能质量问题,并完全取消电分相。结合现实,本文提出最小补偿容量的同相供电方案,建议研究三相接入电力... 详细信息

在电力电子技术迅速发展与普及应用的背景下,本文借鉴德国模式,提出一种取电于公用电网而又相对独立的牵引供电系统。它能彻底解决电能质量问题,并完全取消电分相。结合现实,本文提出最小补偿容量的同相供电方案,建议研究三相接入电力系统的平衡接线变压器,一方面便于今后同相(无分相)改造,另一方面亦能与单相变电所实现同相供电。本文在对国内外现行AT供电模式的分析和借鉴的基础上,建议建立我国新的AT供电模式。

关键词：高速铁路牵引供电系统供电模式同相供电

电气化铁路贯通同相供电AT牵引网故障辨识与自愈技术研究

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铁道学报 2022年第7期44卷 46-54页

作者：李群湛王帅易东陈民武西南交通大学电气工程学院四川成都610031

贯通同相供电技术有效地解决了电气化铁路负序与电分相问题,但现有AT牵引网任一部件发生故障,都会导致整个系统失电,这将严重影响供电可靠性。提出一种适用于贯通同相供电系统的AT牵引网分段供电方案,实现分段内接触网与负馈线的独立测... 详细信息

贯通同相供电技术有效地解决了电气化铁路负序与电分相问题,但现有AT牵引网任一部件发生故障,都会导致整个系统失电,这将严重影响供电可靠性。提出一种适用于贯通同相供电系统的AT牵引网分段供电方案,实现分段内接触网与负馈线的独立测控,构建故障分段导向安全的自愈流程,保障非故障区段的正常运行,缩小事故停电范围。基于AT牵引网分段供电拓扑特征,结合列车与牵引网运行特性,提出混合判据的故障辨识方法,应用多端同步信息,实现故障区段和故障类型的准确辨识。通过Matlab/Simulink仿真,验证了分段供电方案与辨识方法的正确性和对各种故障场景的可靠性。

关键词：电气化铁路同相供电 AT牵引网故障辨识