本文關鍵詞：雙源無軌電車用供電系統(tǒng)控制策略及穩(wěn)定性研究

  更多相關文章： 雙源無軌電車 直流供電系統(tǒng) 能量管理控制策略 小信號穩(wěn)定性

【摘要】：本文著眼于目前研究較少但應用前景廣闊的無軌電車供電系統(tǒng),針對改進的無軌電車供電系統(tǒng),從控制策略、系統(tǒng)穩(wěn)定性兩個方面展開研究,分析了：(1)進行無軌電車供電系統(tǒng)的典型負荷特性分析,并基于層級控制理論,提出供電系統(tǒng)的分層能量管理控制策略。(2)根據(jù)改進的供電系統(tǒng)中各變流器的電路拓撲、控制策略,分別建立PWM整流器、車載充電機、驅動負荷的線性化小信號模型；(3)采用在電力系統(tǒng)分析中廣泛應用的小擾動特征分析法,對單個變換器和整個供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性逐一進行分析。在供電系統(tǒng)的能量管理方面,提出了針對無軌電車這一特殊負荷的分層能量管理控制策略。提出下層(車輛級)能量管理和上層(供電站級)能量管理,相互配合,有效減小無軌電車這一特殊負荷對供電站的影響；提高供電系統(tǒng)可靠性,對大規(guī)模的雙源無軌電車的推廣應用具有一定參考意義。在直流供電系統(tǒng)的小擾動穩(wěn)定方面。首先采用狀態(tài)空間法建立各變流裝置及其控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間平均模型,在此基礎上得到直流供電系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式,計算系統(tǒng)狀態(tài)矩陣的特征值,用以判定系統(tǒng)的小擾動穩(wěn)定；同時研究隨變流器控制參數(shù)變化時系統(tǒng)特征值的軌跡,用以分析控制參數(shù)對供電系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。算例分析表明,當變流器的控制系數(shù)增大到一定數(shù)值時,將會出現(xiàn)實部為正的系統(tǒng)特征值,系統(tǒng)表現(xiàn)為不穩(wěn)定。為了分析直流供電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定,又對算例進行了時域仿真,得出負荷突增時不同控制系數(shù)下的母線電壓曲線。仿真結果一方面驗證了穩(wěn)定性分析的結果,即控制系數(shù)過大時,系統(tǒng)將偏離原來的穩(wěn)定工作點：另一方面也表明,當控制系統(tǒng)在穩(wěn)定范圍內時,控制系數(shù)越大,則電壓控制的效果也好。因此,合理選擇變流器的控制參數(shù)對保證直流供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行至關重要。本文的研究成果也可以應用于采用類似拓撲的軌道交通、電力等領域,因此具有較為廣闊的應用前景。
【關鍵詞】：雙源無軌電車 直流供電系統(tǒng) 能量管理控制策略 小信號穩(wěn)定性
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U482.2
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 背景介紹11-15
• 1.1.1 國內現(xiàn)狀12-14
• 1.1.2 國外現(xiàn)狀14-15
• 1.2 源無軌電車15-16
• 1.3 無軌電車供電系統(tǒng)16-18
• 1.3.1 現(xiàn)有的無軌電車供電系統(tǒng)16-17
• 1.3.2 無軌電車供電系統(tǒng)存在的問題17-18
• 1.4 改進的無軌電車供電系統(tǒng)18-21
• 1.4.1 典型直流供電系統(tǒng)對比18-19
• 1.4.2 改進的供電系統(tǒng)結構19-21
• 1.5 本文的主要工作21-23
• 2 供電系統(tǒng)的能量管理23-43
• 2.1 無軌電車供電系統(tǒng)典型負荷特性分析23-31
• 2.1.1 供電站負荷23-26
• 2.1.2 供電區(qū)段負荷26-29
• 2.1.3 車輛典型工況29-31
• 2.2 下層能量管理控制策略31-35
• 2.3 上層能量管理控制策略35-37
• 2.4 能量管理控制策略算例分析37-41
• 2.5 本章小結41-43
• 3 改進的供電系統(tǒng)建模43-61
• 3.1 小干擾穩(wěn)定性分析43-47
• 3.1.1 小干擾穩(wěn)定的特征值分析方法43-45
• 3.1.2 特征值與參與因子45-47
• 3.2 變流器的狀態(tài)空間平均模型47-51
• 3.2.1 PWM整流器的狀態(tài)空間平均模型47-49
• 3.2.2 車載充電機的狀態(tài)空間平均模型49-50
• 3.2.3 車載逆變器的狀態(tài)空間平均模型50-51
• 3.3 控制系統(tǒng)的模型51-54
• 3.3.1 PWM整流器的控制51-52
• 3.3.2 車載充電機的控制52-53
• 3.3.3 車載逆變器的控制53-54
• 3.4 PWM整流器的線性化模型54-60
• 3.4.1 PWM整流器的線性化方程54-56
• 3.4.2 充電機的線性化方程56-59
• 3.4.3 逆變器的線性化方程59-60
• 3.5 本章小結60-61
• 4 改進的供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析61-77
• 4.1 供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題61-63
• 4.2 穩(wěn)定性分析63-74
• 4.2.1 充電機穩(wěn)定性分析63-66
• 4.2.2 PWM整流器穩(wěn)定性分析66-69
• 4.2.3 供電系統(tǒng)穩(wěn)定性分析69-74
• 4.3 本章小結74-77
• 5 總結與展望77-79
• 參考文獻79-83
• 作者簡歷83-87
• 學位論文數(shù)據(jù)集87

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本文編號：720928