基于MATLAB-Simulink的城市軌道交通交直流供電系統(tǒng)建模仿真.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市化進(jìn)程的逐步加快，發(fā)展現(xiàn)代化軌道交通已成為許多大城市緩解交通擁堵的最佳選擇。未來數(shù)年，我國城市軌道交通建設(shè)將進(jìn)入黃金時期。因此提高城市軌道交通行業(yè)的技術(shù)力量，開展供電系統(tǒng)理論研究成為當(dāng)下討論的重點。利用MATLAB/Simulink對城市軌道交通交直流供電系統(tǒng)建模和仿真可以考量電力系統(tǒng)在不同狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)響應(yīng)，為系統(tǒng)設(shè)計、運行提供依據(jù)，具有較大的理論意義和工程意義。
　　本文首先詳細(xì)地分析了交直

2、流供電系統(tǒng)中的各個模塊，就重點內(nèi)容進(jìn)行了仿真驗證。其中，交流網(wǎng)絡(luò)模型包括外部電源、主變電所、降壓變電所和中壓供電網(wǎng)絡(luò)。針對主變壓器和配電變壓器的建模，建立了雙繞組變壓器數(shù)學(xué)模型與仿真模型的對應(yīng)關(guān)系，提出了模型參數(shù)的計算公式，并通過仿真驗證了變換公式的正確性。針對靜止無功發(fā)生器的建模，本文根據(jù)其工作原理，采用直接電流控制策略，搭建了基于SVPWM調(diào)制的同步旋轉(zhuǎn)雙閉環(huán)SVG模型，并仿真考量了其補(bǔ)償性能。直流網(wǎng)絡(luò)模型包括直流牽引變電所、直流牽

3、引網(wǎng)和列車，本文重點對所涉及的整流機(jī)組建模展開了研究。通過分析6、12、24脈波整流機(jī)組的工作原理，分別搭建了相應(yīng)的仿真模型，詳細(xì)討論了分裂式繞組變壓器的參數(shù)計算方法、移相變壓器的位置以及直流側(cè)過電壓保護(hù)裝置對輸出端的影響。
　　在此基礎(chǔ)上，本文依據(jù)深圳地鐵11號線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，聯(lián)合交直流供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模與仿真，并通過與實際測試數(shù)據(jù)的對比，評估了整個系統(tǒng)模型的精度。結(jié)果表明，正常運行時仿真模型與深圳地鐵實測的電壓、電流分布特性相

4、同。此外，本文還將12、24脈波整流機(jī)組的仿真外特性曲線、深圳地鐵11號線車公廟站牽引降壓變電所的實測外特性曲線與理論公式繪制的外特性曲線三者進(jìn)行了比較。相較于理論外特性曲線，整流機(jī)組的仿真與實測曲線均在過渡電流處發(fā)生彎折，兩者結(jié)果更吻合，進(jìn)一步驗證了整流機(jī)組仿真模型的準(zhǔn)確性。
　　本文最后從穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)兩方面研究了直流側(cè)接觸網(wǎng)對鋼軌發(fā)生短路故障時短路電流的變化情況?？紤]過渡電流的影響，分析了整流機(jī)組的工作狀態(tài)，改進(jìn)了直流側(cè)穩(wěn)態(tài)短路