城市轨道交通直流牵引供电系统运行仿真

• 作 者: 王亚玲
• 机 构: 北京交通大学
• 出 处: 北京交通大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 直流牵引供电系统 仿真模型 LU分解法 数据库 城市轨道交通

本文主要研究了城市轨道交通直流牵引供电系统运行仿真的数学模型和仿真算法。牵引网建模中，接触网(或接触轨)和走行轨以不同的电阻等效替代，考虑了走行轨对地的漏电阻。对于城轨列车，按功率源建模，即不同列车在任意相同位置或相同时刻从接触网受取的功率固定。牵引变电所按戴维南等效电路建模，通过分析6脉波和12脉波整流电路的工作原理，得出其直流负载特性，由此得出等效内电阻和理想电压源的表达式。
本文还给出了采用12脉波整流电路的牵引变电所等效模型实例。最终给出了直流牵引供电网络模型。
牵引供电计算是直流牵引供电系统设计的重要依据。本文简要介绍了平均运量法和列车运行图截面法以及两种的优缺点，在实际仿真中采用了列车运行图截面法。采用LU三角分解算法迭代求解直流潮流网络。算法采用面向对象的语言C++编制程序，采用模块化设计。编制了两种计算：静态计算和动态计算。静态计算仿真某一时刻网络信息。动态计算仿真在某一仿真时间段内网络信息，其中涉及了列车运行造成不定拓扑结构和时变参数的网络。针对编制的计算方法，结合实际数据分析了算法的收敛性。根据所得的实验数据，此算法能够可靠、快速收敛。
为了方便技术人员使用该仿真软件，本文使用C++Builder6.0设计了良好的人机交互界面。通过界面可以完成任意数据的输入、计算和输出。数据输出包含表格数据和曲线数据，便于技术人员查看和校对。鉴于直流供电系统中涉及的数据较多，运用MicrosoftAccess2000为软件建立了专门的数据库。本文最终结合北京地铁1号线的实际数据，给出了仿真结果。