高鐵牽引供電與區域電網相互作用及振盪機理研究

《高鐵牽引供電與區域電網相互作用及振盪機理研究》是依託西南交通大學，由何正友擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高鐵牽引供電與區域電網相互作用及振盪機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：何正友
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

高速鐵路牽引供電負荷呈現頻繁衝擊、大功率、高密度等新特點，高鐵運營以來頻現系列異常或故障現象（如諧振過壓、振盪封鎖），給高鐵甚至區域電網安全可靠帶來了全新挑戰，而目前該問題的產生機理尚不完全明確。項目首次從區域電網和牽引供電耦合的角度，提出高鐵牽引供電系統與區域電網相互作用及振盪機理研究。通過建立區域電網-牽引供電（牽引網-動車-回流）動態耦合統一模型，考察區域電網與牽引供電的相互作用；研究相互作用下的低頻振盪機理、高次諧波諧振機理，以解釋電壓振盪封鎖、諧振過壓、諧振過流等導致的供電中斷或者設備故障等現象；研究大功率、不平衡、頻繁衝擊負荷作用下，區域電網運行的電壓品質和災變風險，通過開發動態仿真和同步高頻數據採集系統獲取數據以驗證機理。項目採用實測數據、仿真分析、理論建模相結合的研究方法，有望全面揭示高鐵牽引供電故障或振盪機理，對提出抑制方案、保障牽引供電和區域電網的安全可靠具有重要意義。

結題摘要

近年來，隨著我國鐵路運輸的飛速發展，牽引供電系統特別是高速鐵路牽引供電系統與區域電網耦合作用不斷加強，同時其運行密度、容量及新型牽引負荷等特點引發的供電系統電能質量及穩定性問題不斷加劇。基於此，本項目從區域電網和牽引供電系統耦合的角度出發，建立了區域電網-牽引供電系統動態耦合統一模型，重點關注耦合系統動態基波/諧波模型及用於穩定性分析的等效阻抗模型，考察了區域電網與牽引供電系統的相互作用；從樞紐牽引供電系統諧振特性、不同工況下的諧波特性及諧波綜合治理等角度出發，系統揭示了區域電網與牽引供電系統相互作用下的樞紐系統諧波諧振機理；同時，從車牽繫統動態潮流計算為出發點，開展了大規模頻繁衝擊覆核下牽引供電系統綜合電能質量分析，並開發設計了新型複雜牽引供電系統電能質量綜合分析軟體；以徐州樞紐牽引低頻振盪實測為基礎，通過時域仿真與小信號分析等手段系統揭示了牽引供電系統低頻振盪的產生機理，並針對性的提出牽引主變擴容改造等抑制方案，並成功套用於現場；本課題組成功研製出區域電網——牽引供電系統高頻同步採集系統，可以針對區域電網-牽引供電系統的複雜實際情況，進行針對不同現象的高頻同步數據採集。至此，本項目實踐了實測數據、仿真分析、理論建模相結合的分析方法，著眼於新形勢下的牽引供電系統的新特點需求，對保障區域電網-牽引供電系統安全、穩定、可靠、高效運行，具有重要的理論與實際意義。