南京地铁牵引供电系统负荷建模与仿真及其对电网影响分析.pdf

东南大学

硕士学位论文

南京地铁牵引供电系统负荷建模与仿真及其对电网影响分析

姓名：徐舒

申请学位级别：硕士

专业：电力系统及其自动化

指导教师：蒋平

20060301
摘要本论文对南京地铁牵引供电系统进行了较为全面、深入的研究。相对于电网中的其它负荷而言。地铁负荷具有其特殊性。一方面，地铁负荷随时间变化呈现出较大的波动性；另一方面。地铁牵引供电网络是一个交直流混合的网络，运行方式较为复杂。本论文首先在详细分析了地铁列车牵引运行的基础上，运用车辆牵引计算理论，建立了地铁列车的动态模型，编制了一套仿真计算软件，该软件具有良好的界面和输出环境。接着，论文结合地铁牵引计算的结果，采用动态拓扑技术，将复杂的时变参数网络转化成为一个周期内的定常线性参数、固定拓扑的网络，建构起直流牵引供电网络模型。通过对24脉波换流站进行精确建模，将换流站两侧的直流网络和交流网络联系起来，运用交直流潮流迭代计算的方法计算地铁供电网络的潮流分布。同时，对地铁供电网络的外围网络进行为了考察地铁负荷产生的谐波对于电网电能质量的影响，在基波潮流计算的基础上，建立了地铁牵引供电网络的谐波模型，在建立谐波模型的过程中，还考虑到了集肤效应对于输电线等设备的影响。通过谐波潮流的计算，分析了地铁运营后对地区电网的谐波注入情况。本论文还对牵引供电仿真计算的核心——换流站进行了数学建模，在考虑换相电抗影响的前提下，详细描述了24脉波换流站的运行方式，推导出了在不同运行方式下的换流站整流输出电压的公式，建立了较为准确的换流站模型。根据本文所建立的地铁负荷模型而编制出的地铁负荷仿真计算软件已经在江苏省电力试验研究院有限公司得到了使用，并取得了良好的效果。通过将仿真数据和实测数据作对比，证明了所建数学模型基本能够反映地铁负荷的变化情况。最后，根据对研究问题的理解和对本文的研究工作进行总结，对以后的工作进行了展望。关键词：地铁负荷建模供电仿真牵引计算交直流潮流迭代谐波潮流24脉波换流器了等值简化处理，分析了地铁负荷对外围网络的冲击和影响。Ⅱ
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