軌道交通牽引供電仿真模型與算法的研究

劉學(xué)軍，于松偉，劉學(xué)

摘要:該文提出了一種適用于城市軌道交通供電系統(tǒng)仿真的RS 模型與算法.該模型針對(duì)各種不同的地鐵喝輕軌供電方式,歸納出一種統(tǒng)一的方法,有利于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn).該模型與算法假設(shè)條件合理,適應(yīng)性好,計(jì)算精度滿足工程要求.這種方法不僅能為城市軌道交通的新建和擴(kuò)建方案論證、系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供分析數(shù)據(jù)，而且還可以對(duì)牽引變電所的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核。該仿真軟件的計(jì)算結(jié)果已經(jīng)成功地應(yīng)用于城市地鐵和輕軌牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、校驗(yàn)和優(yōu)化工作。
關(guān)鍵詞:城市軌道交通;電力系統(tǒng);計(jì)算機(jī)仿真

1 引言
據(jù)中國(guó)公交網(wǎng)報(bào)道．本世紀(jì)初．中國(guó)城市將建設(shè)30多條地鐵和輕軌線路．總長(zhǎng)達(dá)650公里。中國(guó)將迎來城市軌道交通發(fā)展的黃金時(shí)期．相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，如勘測(cè)設(shè)計(jì)、工程施工、設(shè)備配套、運(yùn)營(yíng)管理、自動(dòng)化等都會(huì)得到—個(gè)絕好的的發(fā)展機(jī)會(huì)。
地鐵和輕軌的供電系境(包括牽引，運(yùn)行和站臺(tái)用電)大多采用低壓直流(1500V／750v)供電，對(duì)于地鐵輕軌設(shè)計(jì)部門來說．需要一個(gè)仿真軟件，對(duì)各種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，并進(jìn)行系境分析、統(tǒng)計(jì)，給出重要的性能參數(shù)．以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員修正方案、優(yōu)化設(shè)計(jì)。目前，國(guó)內(nèi)國(guó)外此類仿真軟件很少，且其內(nèi)部的模型與算法和技術(shù)細(xì)節(jié)尚屬保密。這里給出了一種城市軌道交通直流供電系統(tǒng)仿真模型與算法，這是城市軌道交通直流供電系統(tǒng)仿真軟件的基礎(chǔ).
2 基本假設(shè)條件
1）假定全線各牽引變電所的交流側(cè)電壓相同且穩(wěn)定，即不考慮交流系統(tǒng)變化對(duì)計(jì)算的影響．
2)假定將全線各變電所變壓器和整流器視為帶內(nèi)阻的電壓源支路。
3)假定牽引網(wǎng)系統(tǒng)為均勻?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，整個(gè)牽引網(wǎng)系統(tǒng)具有一致的單位長(zhǎng)度電阻。
4)將牽引網(wǎng)饋電點(diǎn)的坐標(biāo)作為牽引變電所位置坐標(biāo)；并認(rèn)為牽引網(wǎng)饋電點(diǎn)與回流點(diǎn)處于同一坐標(biāo)位置。
5)將列車視為“理想電源流”，并按照運(yùn)行圖的描述移動(dòng)。
3仿真數(shù)學(xué)模型

RSk節(jié)電的電流InK與電壓Unk可以由上式求得，與已知的IK和式（16）的結(jié)果UK，進(jìn)行精確性校驗(yàn)。
6結(jié)論
1）RS模型與算法在一定的前提條件下，實(shí)現(xiàn)了算法的降階、解耦，以滿足計(jì)算機(jī)仿真對(duì)速度和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求。
2）通過城市軌道交通供電系統(tǒng)仿真軟件的具體實(shí)驗(yàn)，效果很好。在現(xiàn)在的PC計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，運(yùn)算速度較高，精度滿足工程要求。
3）RS模型與算法作為仿真軟件的基礎(chǔ)，并為后續(xù)版本的開發(fā)提供了良好的條件。

參考文獻(xiàn)：
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