贯通同相牵引供电系统的潮流分析

摘要

随着近些年铁路事业的飞速发展，电气化铁路电能质量问题得到人们越来越多的重视，受制于机车负载特性的影响，电气化铁路牵引供电系统所存在的负序、无功、谐波等电能质量问题会对电网的运行产生影响；牵引供电系统运行所存在的电分相也使得机车运行速度无法发挥，也增加了司机频繁的操作。采用交-直-交全电力电子变换的贯通同相牵引供电系统可以解决电气化铁道电能质量问题，并且大量减少过分相环节，适应未来电气化铁道发展趋势。
　　贯通同相牵引供电系统不同于传统的非贯通牵引供电系统，其系统中，各个变电所相关联，机车与系统内的所有变电所形成一个庞大的供配用电系统，一般的牵引计算已经无法满足系统内的潮流计算，故而要寻找一种适用于贯通同相牵引供电系统、与机车功率运行特性相匹配的潮流计算方法，基于此方法来研究系统潮流特性。由于系统内各个变电所潮流互通，因此也带来了潮流优化问题，可以在满足机车正常运行的前提下寻找系统潮流控制以及最优分配策略。
　　本文主要针对系统的等效电路模型、潮流的计算方法以及贯通同相牵引供电系统潮流仿真做了深入的研究。建立了系统等效模型，依据系统的机车特性以及牵引网阻抗特性分别引入了连续线性潮流法与改进PQ分解潮流计算方法，并且使用MATLAB的M语言将两种算法逐一实现并分析比较了两种算法的优劣。提出了基于实测数据的贯通同相牵引供电系统潮流仿真计算方法，克服了由机车运行所导致的系统节点数目以及节点导纳矩阵实时变化给系统潮流计算带来的困难，并对此方法做了仿真验证。