牽引供電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與決策評(píng)估研究.pdf

1、牽引供電系統(tǒng)是電氣化鐵路的重要基礎(chǔ)，特別是高速鐵路(含客運(yùn)專線)在我國(guó)還處于起步階段，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，尚存在一系列難題。以前粗線條的牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，已不能滿足工程建設(shè)的需要。為了保證牽引供電的安全、可靠、高質(zhì)和經(jīng)濟(jì)，必須要更新設(shè)計(jì)理念，改進(jìn)設(shè)計(jì)手段，提高設(shè)計(jì)水平。本文通過(guò)深入研究高速鐵路牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的不足，探討適用于工程設(shè)計(jì)的新理論和新方法，研究滿足未來(lái)發(fā)展要求的新型供電方式和供電設(shè)備，有利于提高我國(guó)電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的整

2、體水平，也為結(jié)合國(guó)情進(jìn)行自主技術(shù)創(chuàng)新奠定了一定的基礎(chǔ)。
　　 牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在眾多方案優(yōu)選環(huán)節(jié)，但缺乏有效的綜合分析和評(píng)估，因此提出了一種改進(jìn)層次分析(AHP)組合決策模型，首先基于層次分析原理建立方案優(yōu)選評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，然后利用粗糙集加權(quán)平均屬性重要度的計(jì)算，改進(jìn)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的求解，通過(guò)群決策將專家主客觀權(quán)重合理組合，集結(jié)了決策者的權(quán)威性和意見一致性，采用TOPSIS法中垂面距離的定義度量各方案與模糊理想解之間的貼近度，實(shí)

3、現(xiàn)了方案的比較和排序，適用于帶有一定不確定性的模糊多屬性決策。
　　 通過(guò)將新型多屬性決策模型應(yīng)用于牽引供電方案優(yōu)選和高速鐵路牽引變壓器綜合選型中，以新建客運(yùn)專線為例進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明新型決策方法理論清晰，可操作性和通用性強(qiáng)，增強(qiáng)了最終方案的科學(xué)性和合理性，滿足“柔性”設(shè)計(jì)的需要。
　　 提出將一種可靠性評(píng)估方法—GO法應(yīng)用到高速鐵路牽引變電所可靠性分析中，完善了牽引供電設(shè)計(jì)的內(nèi)容?？紤]變電所內(nèi)眾多電氣設(shè)備的可修復(fù)特性和

4、停工相關(guān)性，以牽引供電不中斷為目標(biāo)，建立了簡(jiǎn)化GO圖，編寫了實(shí)用的GO法計(jì)算程序，實(shí)現(xiàn)了牽引變電所可靠性的定量和定性評(píng)估，確定了系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，并將最小割集發(fā)生概率的總和作為牽引變電所故障概率上限，方便了工程設(shè)計(jì)中的近似計(jì)算。
　　 分析了高速鐵路對(duì)牽引變壓器的技術(shù)要求和現(xiàn)有接線形式存在的不足，提出將YNvd牽引變壓器應(yīng)用到電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)中，既滿足了當(dāng)前常規(guī)供電方式的要求，又便于將來(lái)實(shí)現(xiàn)同相供電改造。通過(guò)建立嚴(yán)格的YNvd

5、變壓器數(shù)學(xué)模型，得到了包含系統(tǒng)阻抗在內(nèi)的兩相等值電路，推導(dǎo)了系統(tǒng)短路電流和電壓損失計(jì)算公式；分析了變壓器繞組阻抗匹配關(guān)系和中性點(diǎn)運(yùn)行方式對(duì)其性能的影響；為了便于交互式仿真，構(gòu)建了YNvd接線帶無(wú)功、負(fù)序綜合補(bǔ)償和濾波裝置的牽引供電系統(tǒng)三相等效模型；最后通過(guò)數(shù)字仿真驗(yàn)證了上述研究成果的正確性。
　　 常規(guī)牽引供電系統(tǒng)存在諸多問(wèn)題，推薦新型同相牽引供電系統(tǒng)作為未來(lái)高速鐵路的發(fā)展方向。分析了基于無(wú)源對(duì)稱補(bǔ)償技術(shù)和有源潮流控制器的系統(tǒng)結(jié)