考虑交直流耦合的地铁牵引供电系统潮流计算方法研究.pdf

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1、分类号密级考虑交直流耦合的地铁牵引供电系统潮流计算方法研究研究生姓名：刘梦圆指导教师姓名、职称：曾进辉讲师学科专业：电气工程研究方向：现代电力电子技术及系统湖南工业大学二〇一八年六月十二日摘要当今中国，城市轨道交通建设特别是地铁建设开展的如火如荼。随着在建、运营地铁线路的快速增长，如何减少工程投资和运营成本，如何优化地铁整体设计和运行方案，如何保障地铁线路运行安全等已经成为相关从业者和科研工作者面临的现实挑战，而地铁牵引供电系统潮流计算的相关研究将为上述问题提供依据。但现有的地铁牵引供电系统潮流计算方法大多没有考

2、虑交流潮流和直流潮流之间的相互耦合，导致潮流计算精度不高。为解决上述问题，本文采用了一种考虑交直流潮流相互耦合的地铁牵引供电系统潮流计算混合迭代方法并将其应用到实际工程项目中。地铁牵引供电系统交直流潮流计算的研究重点主要在两个方面：一方面为交直流电力网络潮流分布计算；另一方面即在交直流电力网络潮流分布计算过程中的迭代算法研究。交直流电力网络潮流分布计算将分别完成交流侧和直流侧的潮流计算，通过计算可得地铁牵引供电系统交流侧和直流侧各节点功率、电压和电流的大小；交直流电力网络潮流分布计算过程中的迭代算法研究则通过修正

3、后的两侧潮流计算结果的交互，实现交流侧与直流侧潮流之间的解耦。针对交直流电力网络潮流分布计算，本文将地铁牵引供电系统分为三个子系统进行处理，并对交流系统和直流系统的各部分所含电路元件分别建立了数学模型，着重推导了地铁牵引供电系统牵引变电所模块的数学模型，在此基础上，推导了地铁牵引供电系统的交流侧潮流和直流侧潮流计算方法。在交直流电力网络潮流分布计算过程中，考虑了地铁牵引供电系统交直流潮流的耦合问题，采用了一种基于接口参数修正方程的地铁牵引供电系统混合潮流迭代方法。通过单独设计牵引供电系统整流机组潮流模型，将交流系

4、统与整流机组的接口参数进行修正、整流机组和直流系统的接口参数进行修正，并用修正过的直流潮流计算结果和交流流潮流计算结果来相互迭代，实现了交直流潮流迭代的解耦。通过实例分析验证了本文提出的基于接口参数修正方程的地铁牵引供电系统模型及其算法的可行性。实验结果表明，本文提出的考虑交直流耦合的地铁牵引供电系统潮流计算方法在精度和收敛性I上较未考虑耦合的潮流计算方法效果更符合实际。关键词：地铁牵引供电系统，交直流耦合，迭代算法，潮流计算IIABSTRACTToday'sChina,theurbanrailtransitco

5、nstruction,especiallyinthesubwayconstructionhavetocarryoutinfullswing.Withtherapidgrowthofconstructionandoperationalinsubwaylines,howtoreduceengineeringinvestmentandtooperationcost,howtooptimizetheoveralldesignandtoruntheprogram,howtoguaranteesaftyoperationof

6、metrolineshasbeenrelatedtotherealchallengestothepractitionersandresearchers,andrelatedresearchofmetrotractionpowersupplysystempowerflowcalculationwillprovidethebasisfortheaboveproblems.Butmostoftheexistingmetrotractionpowersupplysystempowerflowcalculationmeth

7、odwithoutconsideringthemutualcouplingbetweencommunicationtrendandDCcurrent,leadtoflowcalculationaccuracyisnothigh.Tosolvetheaboveproblems,thispaperusingathinkingofAC/DCcurrentmutualcouplinghybriditerationofmetrotractionpowersupplysystempowerflowcalculationmet

8、hodanditsapplicationtopracticalengineeringprojects.ThesubwaytractionpowersupplysystemoftheAC/DCpowerflowcalculationresearchfocusmainlyontwoaspects:ontheonehand,AC/DCpowerdistributionnetwo