軌道交通牽引供電仿真模型與算法的研究

劉學軍，于松偉，劉學

摘要:該文提出了一種適用于城市軌道交通供電系統仿真的RS 模型與算法.該模型針對各種不同的地鐵喝輕軌供電方式,歸納出一種統一的方法,有利于計算機實現.該模型與算法假設條件合理,適應性好,計算精度滿足工程要求.這種方法不僅能為城市軌道交通的新建和擴建方案論證、系統設計提供分析數據，而且還可以對牽引變電所的技術參數進行校核。該仿真軟件的計算結果已經成功地應用于城市地鐵和輕軌牽引供電系統設計、校驗和優化工作。
關鍵詞:城市軌道交通;電力系統;計算機仿真

1 引言
據中國公交網報道．本世紀初．中國城市將建設30多條地鐵和輕軌線路．總長達650公里。中國將迎來城市軌道交通發展的黃金時期．相關的產業，如勘測設計、工程施工、設備配套、運營管理、自動化等都會得到—個絕好的的發展機會。
地鐵和輕軌的供電系境(包括牽引，運行和站臺用電)大多采用低壓直流(1500V／750v)供電，對于地鐵輕軌設計部門來說．需要一個仿真軟件，對各種設計方案進行動態模擬，并進行系境分析、統計，給出重要的性能參數．以指導設計人員修正方案、優化設計。目前，國內國外此類仿真軟件很少，且其內部的模型與算法和技術細節尚屬保密。這里給出了一種城市軌道交通直流供電系統仿真模型與算法，這是城市軌道交通直流供電系統仿真軟件的基礎.
2 基本假設條件
1）假定全線各牽引變電所的交流側電壓相同且穩定，即不考慮交流系統變化對計算的影響．
2)假定將全線各變電所變壓器和整流器視為帶內阻的電壓源支路。
3)假定牽引網系統為均勻對稱結構，整個牽引網系統具有一致的單位長度電阻。
4)將牽引網饋電點的坐標作為牽引變電所位置坐標；并認為牽引網饋電點與回流點處于同一坐標位置。
5)將列車視為“理想電源流”，并按照運行圖的描述移動。
3仿真數學模型

RSk節電的電流InK與電壓Unk可以由上式求得，與已知的IK和式（16）的結果UK，進行精確性校驗。
6結論
1）RS模型與算法在一定的前提條件下，實現了算法的降階、解耦，以滿足計算機仿真對速度和數據存儲的要求。
2）通過城市軌道交通供電系統仿真軟件的具體實驗，效果很好。在現在的PC計算機上運行，運算速度較高，精度滿足工程要求。
3）RS模型與算法作為仿真軟件的基礎，并為后續版本的開發提供了良好的條件。

參考文獻：
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