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城市轨道交通供电系统仿真分析方法及软件的研究【摘要】针对城市轨道交通供电系统仿真，分别介绍了仿真分析的步骤和三种牵引供电计算方法，并对市场上主要的仿真分析软件进行了对比分析，其中基于运行图法的交直流统一仿真系统将是重要发展方向，可供需要进行城市轨道交通供电系统仿真分析的机构参考。
【关键词】城市轨道交通；供电系统；仿真1.引言城市轨道交通供电系统一般由外部电源、主变电所（或电源开闭所）、中压环网、牵引供电系统、动力照明供电系统、杂散电流防护系统和电力监控系统组成。
针对城市轨道交通供电系统仿真分析，目前国内外均有成熟的计算理论和应用软件。
本文介绍了城市轨道交通供电系统仿真计算的方法和常用软件，并对各软件的市场应用进行了分析。
2.仿真分析步骤（1）基础数据获取基础数据包含如下各种数据[1]：线路数据：线路长度、车站数量、站间距、坡度、曲线、曲线半径等；机车数据：启动曲线、制动曲线、速度曲线、时间曲线等；行车数据：发车对数、编组、负载、运行交路、时间等；供电系统数据：主所进线短路容量、牵引网额定电压、空载电压、接触网和走行轨单位阻抗等。
（2）牵引计算牵引计算主要是对列车运行过程进行模拟，计算出不同工况下系统所需要的电能和参数。
它是整个设计过程的重点及难点，计算所需基础数据较多、计算方式极其复杂、误差对最后结果影响较大。
（3）供电计算供电计算是根据牵引计算结果，计算各种工况下系统的电流、电压、容量等，从而作为交流、直流供电系统的设计提供依据。
交流系统供电计算已经十分成熟，而直流系统供电计算的发展也趋于完善。
现在越来越多的软件将牵引计算和供电计算集成在一起，包括列车运行和牵引供电模型在内的综合仿真软件是发展的趋势。
根据上述计算的结果，可以再进行短路及保护整定计算和设备参数选型，从而完成供电系统的设计。
最后根据现场试验反馈，可对计算结果进行确认和核对，必要的时候再做出调整。
3.牵引计算方法牵引供电计算的基本方法主要有三种[2]：（1）平均运量法：该方法根据系统中各种电气参数的平均值和有效值进行计算。
基于RTDS的高速铁路牵引供电系统建模与仿真的开题报告一、研究背景及意义近年来，随着我国高速铁路建设的不断发展，高铁行业的快速发展对电气工程技术提出了更高的要求。
高速铁路牵引供电系统作为高速列车运行的重要组成部分，直接影响着其运行质量和安全性。
RTDS（Real Time Digital Simulator）是一种基于数字信号处理技术的实时仿真系统。
通过RTDS系统可以对电气设备的性能及其控制系统进行建模、仿真和测试，实现对系统的全面理解和优化。
本课题拟利用RTDS系统对高速铁路牵引供电系统进行建模与仿真，研究其特性及其对整个供电系统的影响，为高速铁路的运行和安全提供理论依据和技术支撑。
二、研究内容和方法1.研究内容（1）高速铁路牵引供电系统的组成与工作原理分析，包括接触网、变电站、牵引供电系统等部分；（2）基于RTDS平台对高速铁路牵引供电系统进行建模，确定系统的输入输出参数；（3）进行牵引负载的仿真研究，分析供电系统的响应特性，如电压等；（4）分析牵引负载对供电系统及电压稳定性等方面的影响，对该系统进行改进和优化；2.研究方法（1）文献调研：对高速铁路牵引供电系统的组成和工作原理进行深入了解；（2）建模：利用RTDS软件平台对高速铁路牵引供电系统进行建模，并确定输入输出参数；（3）仿真：基于建模结果，开展基于不同牵引负载情况的系统仿真研究；（4）分析：对仿真结果进行分析，分析牵引负载对电力系统的影响因素，为系统的优化提供技术支持。
三、预期结果通过本次研究，预计可以得到如下结果：1.建立高速铁路牵引供电系统的RTDS仿真模型，实现系统工作状态的仿真演示；2.通过仿真模拟，分析不同牵引负载对供电系统及电压稳定性等方面的影响，为高速铁路的安全运行提供参考和技术支持；3.在对仿真结果进行分析的基础上，提出改进和优化建议，为高速铁路牵引供电系统的研究、设计及实际运营提供指导和支持。
四、研究进度及计划1.研究进度2022年3月-5月：文献调研、数据收集和RTDS系统建模2022年6月-8月：完成系统结构仿真和供电系统响应特性分析2022年9月-11月：分析牵引负载对供电系统及稳定性的影响，并提出改进建议2022年12月：完成毕业论文并答辩。
巴西圣保罗17号线牵引供电仿真摘要：为指导巴西圣保罗17号线制动电阻及接触轨设计选型，需对供电系统进行牵引仿真计算。
本文采用DCTPS轨道交通直流牵引供电仿真软件进行牵引供电仿真分析，通过输入车辆参数和线路参数，结合供电系统设计方案，进行了运行方案模拟和供电系统的系统仿真，得出了制动电阻吸收功率，上下行馈线有效电流值、上下行接触轨最高最低电压值，为接触轨及制动电阻选型提供依据。
关键词：牵引供电仿真计算；制动电阻；接触轨；Simulation of Traction Power Supply on Line 17 of Sao PauloLi.pengfei1 Gao.Jie2(1.Shenzhen Hynovation TechnologyCo.Ltd,Shenzhen,51800;2.Shenzhen Pengxin Construction Engineering Co., Ltd)Abstract: In order to guide the design and selection of braking resistors and contact rails on Line 17 in Sao Paulo, Brazil, it is necessary to carry out traction simulation on the power supply system. In this paper, DCTPS rail DC traction power supply simulation software is used for traction power supply simulation analysis. By inputting vehicle parameters and line parameters, combined with the power supply system, carried out the simulation of operation scheme and simulationof power supply system, and the absorption power of the brakingresistor , effective current value of upward and downward feeders, the highest and lowest voltage values of the upward and downward contact rails is obtained, provide basis for the selection of contact railsand braking resistors.Key words: traction power supply simulation; braking resistor; contact rail;10引言巴西圣保罗17号线项目全长18.676km，其中主线长17.413km，起点位于Sao Paulo Morumbi站，终点位于Jabaquara站，设站17座，平均站间距1.088km。
基于PSCAD/EMTDC 的牵引供电系统仿真分析王雨竹（中国铁道科学研究院北京100081）中图分类号：TM725文献标识码：A文章编号：1672-7894（2015）03-0216-03作者简介：王雨竹（1975—），男，辽宁铁岭人，高级工程师。
摘要本文分别对牵引供电系统的仿真常用方法、牵引网潮流计算和目前存在问题进行综述，并尝试对单线和复线牵引网的阻抗进行了仿真，同时利用PSCAD/EMTDC 进行了直供和AT 方式牵引供电系统的仿真模型搭建，并对仿真结果进行了分析。
关键词牵引供电仿真分析Analysis on the Simulation of Tractive Power Supply Sys 原tem Based on PSCAD/EMTDC //Wang YuzhuAbstract This paper made a review on commonly used methods to simulate tractive power supply system,power flow calculation and problems currently existing,attempted to simulate the impedance of single line and multiple line traction network,es-tablished the simulation models for tractive power supply system with direct supply and AT style respectively by using PSCAD/EMTDC,and analyzed the simulation result.Key words traction;power supply;simulation;analysis1引言牵引供电系统是电气化铁路中的重要组成部分，它将电力系统的电能传递给电力机车，使其完成牵引运行。
一种基于快扫描的牵引供电系统运行仿真方法郭红卫;卢西伟;客金坤;刘志刚【摘要】基于Matlab建立了一种城市轨道交通直流牵引供电系统的仿真方法,采用快扫描的方式不断地对仿真模型进行参数修改和调用,完成了对直流牵引供电系统的仿真.该方法不仅对牵引计算进行了统筹考虑,基于最快牵引策略进行了牵引计算,而且建立的牵引变电站的仿真模型是基于新型能馈式脉冲整流器,为城市轨道交通的新建和扩建提供了一种分析方法.【期刊名称】《电气化铁道》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】城市轨道交通;牵引计算;脉冲整流器;牵引网;仿真模型【作者】郭红卫;卢西伟;客金坤;刘志刚【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京,100044;长春客车厂;北京交通大学;北京交通大学研究生院【正文语种】中文【中图分类】U223.60 引言20世纪90年代国内开始了对直流牵引网的仿真研究。
城市轨道交通直流牵引供电系统运行仿真主要包括2方面的内容，一是列车的牵引计算，即在额定电压下，推导单一列车从起点到终点的运行情况（主要是运行时间，速度，加速度，列车位置，能耗等相关信息）；二是供电系统网络的运行仿真，即以牵引计算的输出做输入，配合列车运行时刻表，经直流负载潮流分析，求出 N组列车同时在线路上运行时，线路上各指定点电压、电流及功率的变化。
但是该研究一般只包含列车的牵引计算部分或供电网络的运行仿真，并没有形成系统的研究，并且该研究大多是基于 C语言或其他高级语言进行复杂的程序编制或繁琐的算法迭代。
本文针对城市轨道交通运行的特点，基于最快牵引策略进行了牵引计算。
以牵引计算的输出为牵引供电系统网络仿真的输入，运用Matlab/Simulink建立了基于PWM整流器的牵引供电系统的仿真模型，通过外部程序对仿真模型的不断调用，以快扫描的方式完成了对直流牵引供电系统的仿真。
该方法灵活简单，仿真效果好。
1 牵引计算本文基于最快牵引策略制定牵引算法，让列车以最短的时间走完整个区段，尽可能发挥其牵引能力和制动能力。
直流牵引供电系统的短路故障仿真夏加富，王竞，乔卿阳，刘昌媚(武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064)摘要：直流牵引供电系统应用场合很多，比如轨道交通供电系统等。
直流供电系统故障时往往具有电流大、难切除的特点。
本文利用Matlab/simulink软件，对直流牵引供电系统的各个部分进行建模，并对短路故障进行仿真，通过对比仿真波形和实际波形验证了仿真模型的正确性。
关键词：直流牵引短路故障Matlab/simulink仿真中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1003-4862（2019）06-0029-04Simulation of Short-circuit Fault in DC Traction Power Supply SystemXia Jiafu, Wang Jing, Qiao Qingyang, Liu Changmei(Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)Abstract: There are many applications for DC traction power supply system, such as rail transit power supply system. The DC power supply system, faults are often of large current and are difficult to remove. In this paper, Matlab/simulink software is used to model component parts of the DC traction power supply system, and the short circuit fault is simulated. The correctness of the simulation model is verified by comparing the simulation waveform with the actual one.Keywords: DC traction; short circuit fault; Matlab/simulink simulation0 引言直流牵引供电系统是城市轨道交通供电系统的一部分，是整个供电系统的核心，起着将高压电转换成中压750 V/1500 V供地铁列车使用，主要包含三相变压器、整流器、接触网/接触轨、回流轨等，其主要作用是降压、整流、传输电能[1]。
城市轨道交通交直流统一的牵引供电计算分析系统软件摘要：在本文的分析中，就主要基于当下城市轨道交通牵引供电系统，所采用的供电计算分析系统，进行详细的分析。
一般情况下，都是交流系统等效至直流侧进行计算分析，或者采用交直流侧分开迭代的计算体系。
不同的计算分析模式，往往形成不同的分析系统，因此本文为相关领域研究人员提供一定的参考。
关键字：城市轨道交通；牵引力供电；仿真分析；直流统一引言：牵引供电计算系统，就是整个城市轨道交通系统，在设计当中的重要设计方式，同时发挥出了较大的价值。
是整个供电体系当中十分重要的环节，往往这部分的设计合理性，会直接影响到供电系统、牵引供电方式、变电所设置等诸多环节的质量。
1牵引供电计算分析伴随着科学技术的发展，有效推动了当下社会的发展与进步。
在现代化城市建设过程中，城市的轨道交通系统也得到了全面的发展，因此进行建设的过程中，就需要利用科学技术，实现高效率、高质量的建设效果。
我国当下的发展中，很多专家学者都对城市轨道牵引供电计算系统，进行了深入的研究与分析。
例如，研发出了基于牛顿-拉夫逊法，所提出的牵引供电系统交直流混合潮流，就是一种较为强大的分析计算软件。
在应用这种技术的过程中，直流牵引供电系统当中，存在着较大的R/X数值，并不需要考虑到潮流计算当中，由于受到换相电所导致的计算误差，而是构建出了6脉波整流机组，这样的模型构建下，可以实现对其直流统一的潮流计算软件模型。
而在另一些较为复杂的城市轨道建设中，由于要面对较为复杂的建设情况，因此就可以基于复杂地网模型，构建出多支路直流牵引供电网。
这种计算软件，就是一种在计算的过程中，基于节点电压法的方式，对其数值进行准确的求解与分析。
同时，也有着基于CAD软件为平台，提出一种城市轨道交通牵引供电系统的仿真计算软件，这样的软件也得到了较为广泛的使用，并能够很好的在使用过程中，发挥出应用的价值与效果。
当下研发出的软件当中，已经发展的比较成熟的就是直流牵引供电系统仿真分析软件。
浅析城市轨道交通直流牵引供电系统的运行仿真技术作者：李宇来源：《市场周刊·市场版》2018年第01期摘要：电力牵引供电系统是城市轨道交通的重要组成部分，没有电力牵引供电系统的安全供电作保障，就不可能有城市轨道交通的正常运行。
本文对直流牵引供电系统的数学模型进行了改进，引入了新的算法，以期在系统的运行仿真中获得更高的计算精度。
关键词：城市轨道交通；直流牵引供电系统；技术直流牵引供电系统是轨道交通供电系统最为关键的部分，是轨道交通列车的动力来源，没有直流牵引供电系统的可靠安全供电，就不可能有城市轨道交通的正常运行。
由于牵引供电系统较为复杂，且输电线路以及机车故障方式多样，将计算机仿真技术应用于城市轨道交通供电系统的设计，利用计算机实时模拟城市轨道牵引列车的运行情况和电气参数的动态过程，可以更准确地把握系统正常运行以及各种故障情况下系统中各参数的变化规律，更准确地区分各类故障并提高保护设备性能，从而提高直流牵引供电系统的可靠性。
一、城市轨道交通牵引供电系统牵引供电体系首要就是为了给电动机车以及轻轨和地铁供应用电，运用牵引网络结束电流的运送。
该体系是对电流输出办法以及强度和供电类型的一种集结。
城市轨道交通供电体系关于咱们的安全出行有着直接的影响。
（一）直流制城市轨道交通变电以及接触网的用电主要采用的就是直流1500V的供电方法。
这种供电方式主要采用的就是双边供电方式，在这当中，若是线路出现相应的故障，在此基础上就需要加强对于大双边供电方式有效应用，使得其能够在一定意义上实现跨区域供电。
除此之外，对于直流特供电当中由于其主要采用的是杂散电流，因此对于电流能够很好地进行分散输送，并且还能够有效地实现远距离传输。
然而因为其自身的变电模式，造成其供电距离也比较短，这样就需要增加相关的投资设备，并且该系统的传输速率也非常低。
因此，这种系统没有很好的优势。
（二）交流制对于交流制式的牵引供电系统，其主要采用的是35千伏特的交流电实施传输，牵引变电大部分采用的主要就是单向的“电压—电压”相接方式，变电所都装配了两部变压器，对于这两部变压器基本上运用的首要即是双绕组的单相变压办法，其结合起来就组成了开口的三角结构，在这傍边其所接入的电网端口首要即是高压侧傍边的两个开端口和一个公共的端口，接地的一端是低压侧的公共端，其他的两个端口其分别和牵引侧母线施行连接。
