地鐵逆變回饋型再生制動(dòng)能量吸收裝置仿真研究.pdf

1、地鐵列車再生制動(dòng)產(chǎn)生的電能回饋至直流接觸網(wǎng)后部分被相鄰列車吸收，部分由車載制動(dòng)電阻消耗，未被吸收和消耗的能量將導(dǎo)致直流接觸網(wǎng)網(wǎng)壓升高。在變電所投入使用再生制動(dòng)能量吸收裝置，會(huì)進(jìn)一步節(jié)減能耗并減緩隧道和地下車站溫升，改善站內(nèi)空氣質(zhì)量。
　　本文重點(diǎn)研究了逆變回饋型吸收裝置及其控制方案，以西部某地鐵線路為例，通過建立精確的模型，并進(jìn)行仿真，理論上驗(yàn)證了逆變回饋型吸收裝置方案在該條線路下能達(dá)到良好的吸收效果。本文設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新之處在于精

2、確模擬具體線路情況，設(shè)計(jì)逆變回饋型再生制動(dòng)能量吸收裝置，將電能回饋至0.4kV交流系統(tǒng)供車站動(dòng)力照明使用，在不影響地鐵中壓網(wǎng)絡(luò)的前提下合理利用了再生制動(dòng)能量。
　　本文在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，掌握各種現(xiàn)行的再生制動(dòng)能量吸收裝置原理的基礎(chǔ)上首先建立了地鐵供變電系統(tǒng)物理模型，重點(diǎn)分析24脈波整流器和建立其模型；進(jìn)而建立了地鐵列車電傳動(dòng)物理模型，包括交流牽引逆變模型，交流電機(jī)模型；研究了再生制動(dòng)能量的產(chǎn)生機(jī)理，并總結(jié)了現(xiàn)行的再生制動(dòng)能量吸收

3、方法，從動(dòng)力學(xué)角度定量計(jì)算了再生制動(dòng)能量的大小；確定系統(tǒng)總體方案，確定系統(tǒng)主電路圖，計(jì)算出主要元器件參數(shù)，包括IGBT參數(shù)、濾波器參數(shù)、直流電容的選取等，并從理論上分析了逆變交流側(cè)的諧波組成；歸納了脈寬調(diào)制的3種主要生成法，即傳統(tǒng)SPWM、改進(jìn)型SPWM、SVPMW，并研究了PWM逆變電路的控制方法，確定本文采用電流跟蹤法控制SPWM的策略。最后利用Matlab/Simulink建立吸收裝置模型，設(shè)置各種參數(shù)，分別模擬不同制動(dòng)初速度、不

4、同發(fā)車密度、是否投入能量吸收裝置、是否投入諧波抑制裝置的情況，得到直流側(cè)網(wǎng)壓波形、交流側(cè)網(wǎng)壓波形、交流側(cè)電流波形、交流側(cè)電流諧波分析。
　　仿真結(jié)果理論上驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)吸收裝置在西部某地鐵線路上投入使用能夠有效地將再生制動(dòng)能量逆變回饋至0.4kV交流電網(wǎng)，并穩(wěn)定直流網(wǎng)壓。此外還得到了再生制動(dòng)能量大小和制動(dòng)初速度、發(fā)車密度之間的定性關(guān)系，通過仿真有效地抑制了逆變裝置帶來的諧波。對(duì)方案中的一些參數(shù)提出了需要注意和改進(jìn)的地方。以上分析能