由于高速鐵路線(xiàn)路設(shè)計(jì)都是按照遠(yuǎn)期運(yùn)量進(jìn)行設(shè)計(jì)的,線(xiàn)路運(yùn)行前期和中期運(yùn)量小,導(dǎo)致了牽引供電系統(tǒng)全線(xiàn)在設(shè)備利用率方面相對(duì)較低,主要集中在牽引變電所內(nèi)牽引變壓器的容量利用率低。通過(guò)對(duì)牽引供電系統(tǒng)全線(xiàn)的設(shè)備進(jìn)行容量、數(shù)量和位置的優(yōu)化配置,可以降低全線(xiàn)能耗和提高設(shè)備利用率。因此,本文以高速鐵路牽引供電系統(tǒng)為研究對(duì)象,主要開(kāi)展以下幾方面的研究,包括牽引供電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、負(fù)荷過(guò)程計(jì)算以及設(shè)計(jì)方案優(yōu)化等。本文研究?jī)?nèi)容具體為:（1）分析牽引供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),根據(jù)牽引變電所端口電氣量的變換關(guān)系,推導(dǎo)適合各種牽引變壓器各種接線(xiàn)方式的統(tǒng)一牽引變電所數(shù)學(xué)模型;根據(jù)牽引計(jì)算理論,得到列車(chē)全線(xiàn)的取電功率;基于牽引網(wǎng)統(tǒng)一鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引供電系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)程的仿真操作,最后得到牽引供電系統(tǒng)全線(xiàn)潮流分布。（2）以高速鐵路牽引供電系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)牽引供電系統(tǒng)的外部電源進(jìn)線(xiàn)、全線(xiàn)設(shè)備投資、基本建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用進(jìn)行了分析;研究牽引網(wǎng)電能損失和全線(xiàn)牽引變壓器的容量利用率;提出牽引供電系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化方案。（3）為實(shí)現(xiàn)牽引供電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的精確性要求,本文同時(shí)采用四維可視化算法和NSGA-Ⅲ算法對(duì)牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。... 

【文章來(lái)源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

NSGA-Ⅲ算法流程

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-25-其中，P為列車(chē)的牽引網(wǎng)取電功率，Pa為列車(chē)輔助設(shè)備功率，單位為kW；η為列車(chē)綜合效率。當(dāng)列車(chē)處于制動(dòng)工況時(shí)，列車(chē)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，產(chǎn)生的再生制動(dòng)機(jī)械功率按照一定的轉(zhuǎn)換效率，轉(zhuǎn)換為電功率供其他列車(chē)使用或存儲(chǔ)起來(lái)。根據(jù)列車(chē)制動(dòng)特性曲線(xiàn)得到列車(chē)在當(dāng)前速度下的再生制動(dòng)力。再生制動(dòng)功率為列車(chē)再生制動(dòng)力與速度的乘積。bb=3.6F×vP(4.20)其中，Pb為列車(chē)再生制動(dòng)功率，單位為kW；Fb為牽引力，單位為kN；v為列車(chē)速度，單位為km/h。4.1.4牽引計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法列車(chē)運(yùn)行過(guò)程可以分為啟動(dòng)、運(yùn)行和停車(chē)三個(gè)階段，在運(yùn)行階段應(yīng)盡量讓列車(chē)圍繞目標(biāo)速度保持勻速運(yùn)行，運(yùn)行過(guò)程采用綜合控制策略[50]，算法流程如圖4.4所示。輸入線(xiàn)路數(shù)據(jù)和列車(chē)數(shù)據(jù)開(kāi)始設(shè)置列車(chē)當(dāng)前位置和目標(biāo)速度選擇列車(chē)運(yùn)行工況計(jì)算合力和加速度計(jì)算列車(chē)最新位置、速度和功率仿真路程>線(xiàn)路全長(zhǎng)?結(jié)束否是圖4.4列車(chē)牽引計(jì)算流程

高速鐵路牽引供電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究-32-系統(tǒng)進(jìn)行分析，從而可以得到節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)納矩陣；步驟4：對(duì)列車(chē)的節(jié)點(diǎn)電壓矩陣U(0)進(jìn)行初始化，由式4.38計(jì)算機(jī)車(chē)處切面電流I(0)；步驟5：根據(jù)式4.27和式4.39所示的節(jié)點(diǎn)電壓方程，更新各節(jié)點(diǎn)電壓U(1)，并比較更新前后的節(jié)點(diǎn)電壓，根據(jù)式4.40可以對(duì)迭代的精度進(jìn)行判斷；與設(shè)置的精度進(jìn)行對(duì)比，如果精度滿(mǎn)足要求，則可以停止迭代過(guò)程，如果精度不滿(mǎn)足要求，則執(zhí)行步驟6；步驟6：將更新后的電壓U(1)設(shè)置為列車(chē)初始電壓，并執(zhí)行步驟4；步驟7：判斷是否達(dá)到仿真結(jié)束時(shí)間，如果不是則轉(zhuǎn)入步驟2進(jìn)行下一個(gè)步長(zhǎng)的仿真，如果是則結(jié)束仿真。開(kāi)始設(shè)置仿真步長(zhǎng)Δt，仿真時(shí)刻t，迭代精度ε初始化機(jī)車(chē)電壓U(0)構(gòu)建等效鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和導(dǎo)納矩陣Y輸入牽引計(jì)算結(jié)果，得到列車(chē)全線(xiàn)功率P+jQ計(jì)算機(jī)車(chē)電流I(0)=(P+jQ/U(0))*更新機(jī)車(chē)端電壓U(1)=Y-1I(0)|U(1)-U(0)|<ε?保存該仿真時(shí)刻下供電計(jì)算和牽引計(jì)算結(jié)果仿真結(jié)束?輸出仿真數(shù)據(jù)輸入設(shè)計(jì)參數(shù)，包括線(xiàn)路參數(shù)、供電參數(shù)及機(jī)車(chē)參數(shù)等t=t+Δt否是否U(0)=U(1)是結(jié)束圖4.9潮流計(jì)算流程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Q學(xué)習(xí)算法的高速鐵路列車(chē)節(jié)能優(yōu)化研究[J]. 張淼,張琦,張梓軒.  鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2019(12)
[2]基于R-NSGA-Ⅱ算法含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度[J]. 楊森,劉三明.  儀表技術(shù). 2019(12)
[3]新建牽引變電所的負(fù)荷預(yù)測(cè)及變壓器容量?jī)?yōu)化配置[J]. 張麗艷,孔宗澤,邊力丁.  西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2020(04)
[4]基于四維可視化算法的牽引變電所位置優(yōu)化[J]. 景寶,田銘興,孫立軍.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2020(04)
[5]基于LCC的外部電源薄弱地區(qū)同相貫通牽引供電方案優(yōu)化[J]. 陳民武,周應(yīng)東,韓旭東,楊顥,周志錄,孫亮.  中國(guó)鐵道科學(xué). 2019(03)
[6]基于NSGA-Ⅲ的復(fù)雜成因變壓器直流偏磁控制優(yōu)化算法[J]. 吳偉麗.  電測(cè)與儀表. 2018(11)
[7]高速鐵路牽引變壓器容量?jī)?yōu)化[J]. 任雪,周福林,李丹丹.  電氣化鐵道. 2018(02)
[8]基于NSGA-Ⅱ算法的含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度[J]. 郝曉弘,何侃.  電子設(shè)計(jì)工程. 2017(11)
[9]基于改進(jìn)NSGA-Ⅱ的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)環(huán)境經(jīng)濟(jì)調(diào)度[J]. 朱志鍵,王杰.  電力自動(dòng)化設(shè)備. 2017(02)
[10]基于多目標(biāo)四維可視化算法的有源電力濾波器濾波電感優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 徐群偉,徐鵬,陳冬冬,陳國(guó)柱.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(S2)

碩士論文
[1]高速鐵路牽引供電系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)程仿真及軟件開(kāi)發(fā)[D]. 張彥偉.北京交通大學(xué) 2018
[2]我國(guó)高鐵動(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制研究[D]. 趙薇.北京交通大學(xué) 2016
[3]列車(chē)牽引計(jì)算仿真系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D]. 張東欣.北京交通大學(xué) 2016
[4]社會(huì)經(jīng)濟(jì)視角下我國(guó)高速鐵路建設(shè)規(guī)模分析[D]. 郭龍菲.北京交通大學(xué) 2014
[5]電氣化鐵路牽引供電容量?jī)?yōu)化的研究[D]. 李亞楠.西南交通大學(xué) 2013
[6]高速鐵路牽引供電品質(zhì)研究[D]. 陳宏偉.浙江大學(xué) 2012
[7]牽引計(jì)算仿真系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D]. 張冬梅.中南大學(xué) 2010
[8]牽引負(fù)荷過(guò)程仿真[D]. 黃軍.西南交通大學(xué) 2009
[9]電氣化鐵道牽引網(wǎng)基波與諧波模型研究[D]. 姚楠.北京交通大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3395705