地鐵逆變回饋型再生制動能量吸收裝置仿真研究.pdf

1、地鐵列車再生制動產(chǎn)生的電能回饋至直流接觸網(wǎng)后部分被相鄰列車吸收，部分由車載制動電阻消耗，未被吸收和消耗的能量將導(dǎo)致直流接觸網(wǎng)網(wǎng)壓升高。在變電所投入使用再生制動能量吸收裝置，會進(jìn)一步節(jié)減能耗并減緩隧道和地下車站溫升，改善站內(nèi)空氣質(zhì)量。
　　本文重點研究了逆變回饋型吸收裝置及其控制方案，以西部某地鐵線路為例，通過建立精確的模型，并進(jìn)行仿真，理論上驗證了逆變回饋型吸收裝置方案在該條線路下能達(dá)到良好的吸收效果。本文設(shè)計方案的創(chuàng)新之處在于精

2、確模擬具體線路情況，設(shè)計逆變回饋型再生制動能量吸收裝置，將電能回饋至0.4kV交流系統(tǒng)供車站動力照明使用，在不影響地鐵中壓網(wǎng)絡(luò)的前提下合理利用了再生制動能量。
　　本文在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，掌握各種現(xiàn)行的再生制動能量吸收裝置原理的基礎(chǔ)上首先建立了地鐵供變電系統(tǒng)物理模型，重點分析24脈波整流器和建立其模型；進(jìn)而建立了地鐵列車電傳動物理模型，包括交流牽引逆變模型，交流電機(jī)模型；研究了再生制動能量的產(chǎn)生機(jī)理，并總結(jié)了現(xiàn)行的再生制動能量吸收

3、方法，從動力學(xué)角度定量計算了再生制動能量的大??；確定系統(tǒng)總體方案，確定系統(tǒng)主電路圖，計算出主要元器件參數(shù)，包括IGBT參數(shù)、濾波器參數(shù)、直流電容的選取等，并從理論上分析了逆變交流側(cè)的諧波組成；歸納了脈寬調(diào)制的3種主要生成法，即傳統(tǒng)SPWM、改進(jìn)型SPWM、SVPMW，并研究了PWM逆變電路的控制方法，確定本文采用電流跟蹤法控制SPWM的策略。最后利用Matlab/Simulink建立吸收裝置模型，設(shè)置各種參數(shù)，分別模擬不同制動初速度、不

4、同發(fā)車密度、是否投入能量吸收裝置、是否投入諧波抑制裝置的情況，得到直流側(cè)網(wǎng)壓波形、交流側(cè)網(wǎng)壓波形、交流側(cè)電流波形、交流側(cè)電流諧波分析。
　　仿真結(jié)果理論上驗證了本文設(shè)計吸收裝置在西部某地鐵線路上投入使用能夠有效地將再生制動能量逆變回饋至0.4kV交流電網(wǎng)，并穩(wěn)定直流網(wǎng)壓。此外還得到了再生制動能量大小和制動初速度、發(fā)車密度之間的定性關(guān)系，通過仿真有效地抑制了逆變裝置帶來的諧波。對方案中的一些參數(shù)提出了需要注意和改進(jìn)的地方。以上分析能