高速铁路牵引变电所经济运行方法研究

摘要

高速铁路是牵动我国社会经济迅猛发展的强大引擎，它拉近了不同区域之间的时空距离。由于高速铁路在规划设计时，通常以满足远期客流量作为标准，从现阶段和未来一段时间的行车安排来看，运量和发车密度都较小，按照远期标准设计的高铁牵引变电所，存在设备利用率低的普遍现象，其中主变压器容量利用率尤为明显。如果能提升现目前牵引变压器的容量利用率，不仅能为铁路运输部门节省不可小觑的运输成本，还能优化电力资源调配，给国家创造更多的经济收益。
　　本文以铁路部门生产运输中的电力成本作为切入点。介绍了供电企业对牵引变电所实施的两部制电价，讨论了两部制电价中基本电价的两种计收方式，即固定容量计价与最大需量计价的计算方法和区别，分析了在不同负荷情况下，两种方式的经济适用条件。着重探讨了最大需量的契约值理论确定和实际测量方式。并以京沪高速铁路与沪宁城际高铁作为典型实例，根据牵引变电所负荷过程的实测数据分别计算对比了其固定容量电费和最大需量电费。
　　本文以降低牵引变电所主变压器安装容量来节省电费作为落脚点。首先建立了牵引变压器温升和寿命损失模型，接着以配置的变压器容量作为控制变量，通过充分甚至提前使用变压器寿命，力求以变压器更换成本置换出电力成本，最终达到牵引变电所经济运行的目的。整个探究过程继续以京沪和沪宁高铁相同牵引变电所作为对象，并通过与工程设计中采用的牵引供电计算结果相对比，验证了寿命损失模型的可行性。最后还对牵引变压器容量优化配置进行了经济性分析。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景和意义

1．2 研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 高速电气化铁路电量计费方式

2．1 引言

2．2 两部制电价

2．2．1 两部制电价概述

2．2．2 基本电费的缴纳方式

2．2．3 最大需量计费和容量计费的对比分析

2．3 最大需量计费的探讨

2．3．1 最大需量契约限额的确定

2．3．2 牵引变电所实际最大需量的计算

2．4 高铁牵引变电所负荷过程实测数据分析

2．4．1 京沪高速铁路

2．4．2 沪宁城际铁路

2．5 小结

第3章 牵引变压器温升及寿命损失模型

3．1 引言

3．2 微分方程法温升计算模型

3．2．1 微分方程法基本原理

3．2．2 V/x变压器的温升计算方法

3．3 热路法温升计算模型

3．3．1 热路的基本参数与规则

3．3．2 变压器的散热过程与热路

3．4 基于不同绝缘纸的寿命损失计算模型

3．4．1 变压器的老化机理

3．4．2 采用普通绝缘纸的变压器寿命损失模型

3．4．3 采用热改性绝缘纸变压器的寿命损失模型

3．5 小结

第4章 高速铁路牵引变电所经济运行方法

4．1 引言

4．2 基于寿命损失的牵引变压器容量优化配置研究

4．2．1 京沪线牵引变压器容量优化研究

4．2．2 沪宁线牵引变压器容量优化研究

4．3 牵引变压器容量优化的经济性分析

4．4 小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间科研成果