直流牵引供电系统数学模型与短路计算研究的任务书.docx

直流牵引供电系统数学模型与短路计算研究的任务书
任务书：直流牵引供电系统数学模型与短路计算研究
一、研究背景及意义
直流牵引供电系统是现代高速列车牵引系统中应用广泛的一种形式，其具有功率大、效率高、结构简单、运行稳定等特点。但直流牵引供电系统中存在的电气故障问题，如短路、过电压等，在高速列车运行中非常危险，并且会造成牵引系统性能下降，对高速列车运行的稳定性和安全性带来威胁，因此直流牵引供电系统的短路率分析与计算是该领域的研究重点之一。
目前国内外研究已经提出了一些直流牵引供电系统的短路计算模型和方法，但仍然存在不足之处，需要进一步深入研究。因此，本研究旨在探索直流牵引供电系统数学模型和短路计算方法，为高速列车运行的稳定性和安全性提供支持和保障。
二、研究内容
1.直流牵引供电系统数学模型研究
通过对直流牵引供电系统的电路结构和工作原理进行分析，建立直流牵引供电系统的数学模型，包括电压、电流、功率等相关变量的算式和方程式。
2.直流牵引供电系统短路计算方法研究
通过对直流牵引供电系统的短路情况进行统计和分析，研究直流牵引供电系统的短路特性和规律，提出一种适合于直流牵引供电系统的短路计算方法。
3.数据采集与仿真实验
通过实验测量采集直流牵引供电系统的各种电气参数，建立系统的仿真模型，进行电气仿真实验分析，验证新提出的短路计算方法的有效性和精度。
4.计算机模拟与优化分析
基于MATLAB等专业的计算机软件工具，构建直流牵引供电系统的数学模型，进行计算机模拟和优化分析，得出计算结果和结论，并提出相应的改进建议和方案，对直流牵引供电系统的稳定性和安全性提供支持和保障。
三、研究进度安排
第一年：开题、文献调研、建立直流牵引供电系统数学模型；
第二年：研究直流牵引供电系统的短路特性和规律、提出短路计算方法、数据采集与仿真实验；
第三年：计算机模拟与优化分析、撰写论文、参加学术交流和会议。
四、研究经费预算
1.数据采集和实验费用：10万元；
2.计算机软件和硬件费用：5万元；
3.差旅、论文发表和学术交流费用：5万元。
总计：20万元。
五、研究成果
1.直流牵引供电系统的数学模型和短路计算方法；
2.实验数据和仿真结果；
3.针对电气故障的改进建议和方案；
4.发表学术论文2篇。
六、研究团队
本研究团队由清华大学电气工程系专业的博士生3人和导师1人共同实施，导师具有本领域多年的研究经验和丰富的科研资源，团队成员具有较强的专业背景和研究能力。
七、参考文献
1.石丽红.直流牵引供电系统电气特性分析[D].华中科技大学.2017.
2.LiF,ZhangY,PandeyRS.Anovelfaultride-throughstrategyforahigh-speedrailwayDCtractionsystem[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2016,31(6):4642-4654.
3.ZhaoP,YaoJ,WangW,etal.FaultAnalysisandCountermeasuresofHigh-SpeedRailwayDCTractionPowerSupplySystem[J].JournaloftheChinaRailwaySociety,2017,39(3):15-22.