高铁电力调度仿真培训体系供电模块概述与开发

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1、高铁电力调度仿真培训体系供电模块概述与开发第1章绪论1.1研究背景及意义世界高速铁路的里程随着高速铁路应用与修建的热潮迅猛增长，如今已达到3000km。如今有20多个国家和地区在修建或规划高速铁路，投入运营的高铁线路越来越多，多个国家和工业地区已形成高速铁路网。我国高速铁路起步较晚，2008年我国第一条运营时速350km的京津城际的开通拉幵了我国高速铁路建设的帷幕。随着郑西高速铁路、武广高速铁路、沪宁城际尚速铁路、沪杭局速铁路、沪阔速铁路、夏深1?速铁路、点局速铁路的投入和运营，我国高速铁路网基本形成。根据国务院批准的《中长期铁路网发展规划》，到202

2、0年我国高速铁路总里程将达12万公里，其中电气化铁路7.2万公里，主要千线都要实现电气化，铁路电气化率约为60%,承担80%以上的客运量，客运专线达1,6万公里，届时我国将形成四纵四横高速铁路网到2012年底，我国高速铁路运营里程达到9356公里，跃居世界第一位。由于高速铁路运输业务控制和调度变得越来越复杂，对高速铁路运营人员日常业务水平和故障处理能力的要求越来越高。在高速铁路牵引供电发生故障时，如果调度人员处理不恰当，不仅不能及时隔离故障、缩小故障范围，反而会发展成为灾难性故障，造成设备的损坏，人员的伤亡。然而由于円常运营过程中，高铁牵引供电发生故障

3、的概率较小，事故过程短暂，高速铁路运营人员处理突发故障的能力往往处理不能得到有效的训练。高铁运营调度人员的经验主要来自于工作积累、课堂反事故练习、事故处理经验总结、跟班学习等。这种传统的学习方式不仅培训时间长，手段单一，浪费了大量的精力和时间，而且有些故障现象不能进行现场演示，难以达到培训目标。而每年有大量新员工上岗，需要经过长时间的培训?能投入实际工作中去，研究幵发相应的计算机仿真培训系统，是解决这一矛盾的有力手段。通过仿真培训系统，可以有效、全面、生动直观的提高新员工的专业工作技能，同时也可对老员工标准化再训练，仿真培训系统的另一优点在于可以随时、

4、反复进行。.1.2国内外现状研究国外发达国家在仿真培训系统上研究较多，S)时形成DTS概念，电网调度员培训模拟系统(DTS)可对调度员在电网正常、故障和恢复情况下的操作进行培训円本Kansai电力学院开发人机交流培训系统，为操提供一个简单有效的操作指导，并且能对错误操作进行指正。Okapuu-vonVeh等开发名为ESOPE-VR的电气倒闸仿真器，该仿真器通过专家系统对操作人员进行语音引导和纠错，同时系统内的静态潮流根据操作改变潮流计算。Lambert-Torres等开发一个学习工具TRAINSUB，该系统以ESRASE为仿真支持软件构建一个专家系统知

5、识数据包，用来引导和纠_正操作人员的操作决策丨在牵引供电系统仿真方面，Pennsylvanian铁道研究中心RichardA.Uher博士开发出列车运行仿真器，包括列车性能、电气网络、类车运行等方面的仿真，可用来仿真多列列车的运行性能，或用于指导电气化铁道的设计。Camegie-Mellon研发的EMM软件包括TPS(TrainperformanceSimulator)和ENS(ElectricNetulator)两个模块，其功能独立应用较为成功19]。伯明翰大学电力电子研究室Mdlit和GoodmanC.J.为伦敦、香港地铁、新加坡、新西兰北道电气化

6、工程和澳大利亚昆士兰电气化铁路编制了包含机车和牵引供电模型的综合仿真软件。Seung-HyukLee，HanminLee等，研究了韩国高速铁路AT供电系统的牵引网电压分布和谐波过程，并分别提出各自的设计模型香港理工大学何天健运用概率潮流来模拟供电系统的负荷，并对各自供电方式推导出相应的导纳矩阵[14]。S.-L.Chen等建立的潮流计算方法成功应用于我国台湾高铁，该潮流算法把自稱变压器电流等效为两个相等的相量，根据电流分布方法迭代求解，最终得到列车电压电流以及牵引供电网各支路电流。第2章高铁电力调度仿真培训系统2.1高速铁路电力调度仿真培训系统简介高速

7、铁路综合调度仿真培训系统是一种利用计算机仿真技术将真实的高铁电力调度系统虚拟化，模拟出一套与真实高速铁路电力调度系统相同操作功能的程序。真实的电力调度系统以安全为第一要素，它的稳定运行是整个高速铁路正常运行的重要保证，因此各种设备的操作和使用必须按照规定流程进行。高铁电力仿真培训系统可以模拟真实的牵引供电运行情况，并根据需要进行电力调度操作，形式灵活、方便。在制定的培训课程的帮助下，将真实的电力调度操作以课堂的形式展现给学员，让学员快速掌握所需调度内容，达到培训目的。电力调度自动化系统中，调度员工作站实施调度作业，遥控、遥调信息进入SCADA服务器，经

8、通信前置处理机、执行端（RTU)完成对牵引供电操作；同样，遥信、遥测信息由执行端（RTU)采集