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电气工程学报 2022年第2期17卷 131-141页

作者：孟昭斐胡海涛周毅西南交通大学电气工程学院成都611756 四川大学电气工程学院成都610041

近年来,随着我国新型交直交传动动车组与电力机车的大量投运,电气化铁路中出现了低频振荡现象,对铁路系统造成了极大危害。目前,研究车网系统低频振荡时仅考虑整备机车的影响,然而在同一供电臂下,往往还存在正常大功率运行的机车。因此... 详细信息

近年来,随着我国新型交直交传动动车组与电力机车的大量投运,电气化铁路中出现了低频振荡现象,对铁路系统造成了极大危害。目前,研究车网系统低频振荡时仅考虑整备机车的影响,然而在同一供电臂下,往往还存在正常大功率运行的机车。因此,通过建立整备机车(低功率运行状态)和运行机车不同工况(大功率运行状态和制动状态)的阻抗模型,分析了不同工况下机车阻抗特性的差异,并运用阻抗比判据分析了运行机车不同工况对车网系统低频振荡的影响规律。最后,在Matlab/Simulink中搭建了牵引网、整备机车和运行机车的仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性。

关键词：低频振荡车网系统运行机车阻抗比

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含多类型变流器的高速铁路“车—网”耦合供电系统稳定性分析

含多类型变流器的高速铁路“车—网”耦合供电系统稳定性分析

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作者：孟昭斐西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国高速列车(以下简称机车)的投运,截至2021年底机车保有量接近3400标准列,机车和牵引供电系统交互更为紧密,多地发生低频振荡现象。低频振荡常常导致机车牵引闭锁,严重时会导致牵引供电系统侧和机车侧设备烧毁,影响机车的安全运... 详细信息

随着我国高速列车(以下简称机车)的投运,截至2021年底机车保有量接近3400标准列,机车和牵引供电系统交互更为紧密,多地发生低频振荡现象。低频振荡常常导致机车牵引闭锁,严重时会导致牵引供电系统侧和机车侧设备烧毁,影响机车的安全运行。目前,针对机车和牵引供电系统(以下简称“车-网”系统)低频振荡的研究主要考虑的是多车整备的情况,对于同一牵引网中存在运行机车时运行机车对系统低频振荡的影响尚不清晰。因此,本文针对“车-网”系统低频振荡现象,从阻抗匹配的角度分析了同一牵引网中运行机车处于不同工况时其对低频振荡的影响规律,通过搭建实时仿真/实验模型进行了验证,并根据分析结果提出了改善“车-网”系统稳定性的相关措施。首先,本文采用小信号建模的方法分别建立了机车侧整备机车和牵引供电系统侧的镜像频率阻抗模型,同时考虑到运行机车处于不同工况时阻抗特性的不同,分别建立了运行机车处于牵引和制动两种工况时的镜像频率阻抗模型;为方便后续进行稳定性分析,将其镜像频率阻抗模型转换到SISO阻抗模型中。当机车侧存在多台整备机车时,考虑到整备机车之间线路阻抗对“车-网”系统阻抗模型的影响,分析了机车输入端电压幅值和相角变化对机车阻抗模型及“车-网”系统稳定性的影响,然后通过建立含有两台机车的简化电路模型对分析结果进行了验证。其次,基于不同运行工况下的阻抗模型,分析了运行机车在牵引和制动工况下的阻抗特性,并通过绘制阻抗比Bode图和Nyquist图研究了牵引工况和制动工况对机车阻抗的影响规律;同时,研究了运行机车采用不同控制环带宽时对“车-网”系统的影响规律,并通过搭建Simulink模型对分析结果进行了验证。最后,基于RT＿LAB实时仿真验证平台,复现了低频振荡现象,并验证了运行机车不同牵引功率及不同工况下改变控制环带宽时对“车-网”系统的影响规律。根据对“车-网”系统低频振荡的分析结果,提出了一种反向无功电流注入的机车阻抗重塑方法来抑制低频振荡;通过建立阻抗重塑后的机车模型,分析了该方法对机车阻抗特性的影响效果,同时绘制阻抗比Bode图分析了该方法对“车-网”系统稳定性存在的影响;并验证了该方法对机车动态性能的影响。

关键词：低频振荡阻抗分析法车间线路阻抗运行机车阻抗重塑

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