[发明专利]一种交流机车再生制动建模方法

说明书

本发明公开了一种交流机车再生制动建模方法，首先构建牵引变电所模型、牵引网系统模型、AT所模型、交流机车模型；再将构建的模型按实际的电气耦合关系连接；然后利用牵引计算的方法，检算出列车在已知坡度的下坡道的运行速度，并对其进行受力分析，计算出产生的再生制动功率；最后根据再生制动功率对交流传动系统模型中的转速与负载转矩进行设置，仿真得到在给定坡度下，交流机车在各类工况中吸收或返送的能量分布情况。本发明通过搭建牵引网链式模型、动车组接地系统及交流传动系统模型，利用牵引计算，将坡道参数与模型中的电气参数相结合；得到在给定坡度下，交流机车在各工况中吸收或返送的能量分布，及牵引网‑动车组系统各位置的电气特性。

技术领域

本发明涉及电气化铁路仿真计算技术领域，具体为一种交流机车再生制动建模方法。

背景技术

随着西部大开发的实施，运往西藏的物资大幅度增加，西藏原有的以青藏公路为主体的运输通道无论从运能、运量上，还是从运输的快捷、方便上，都远远不能满足经济发展的迫切要求。根据中国交通建设总结出来经验数据，表明轨道交通是目前已知的大能力运输工具，具有大能力、低能耗、低污染、少用地、高可靠性、高安全性、准时、快速等特点；从物质运输来看，一条铁路可以与多条高速公路运输能力相当，并显著降低运输能耗，节省交通用地。拟建川藏铁路线路总长1629km，线路起源于四川成都，由于川藏铁路需要穿越横断山脉，穿越四大山系，横跨五大水系，平均海拔3500米，最高海拔5000米以上，地形高差极大，地质复杂度为世界铁路建设史之最。同时，成都至拉萨约1200km，地形高差达3000m，线路采用长大坡度难以避免。目前我国动车组制动方式都是优先使用再生制动，动车组通过长大下坡道时，需要的再生制动力大，制动时间长，会向电力系统返送大量的再生制动能量，所以研究交流机车在长大下坡道的再生制动过程是很有必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种不仅可以将坡道参数与电气模型相结合，而且可以获得多种工况下交流机车吸收或返送能量的分布情况的再生制动建模方法。技术方案如下：

一种交流机车再生制动建模方法，包括以下步骤：

步骤1：分别构建牵引变电所模型、牵引网系统模型、AT所模型和交流机车模型；

步骤2：将步骤1所构建的模型按实际的电气耦合关系连接，构成牵引网-动车组系统模型；

步骤3：利用牵引计算的方法，检算出列车在已知坡度的下坡道的运行速度，并对其进行受力分析，计算出产生的再生制动功率；

步骤4：根据再生制动功率，对交流传动系统模型中的转速与负载转矩进行设置，仿真得到在给定坡度下，交流机车在各类工况中吸收或返送的能量分布情况。

进一步的，所述步骤1中牵引网系统模型中牵引网线路采用基于多导线传输理论的链式模型等值，具体过程如下：

S11：根据电流支路，将牵引网分割为若干个串联子网；

S12：平行的多导体传输线构成子网中的串联支路，以电流支路作断面，断面间的平行多导线以π型电路进行等效；

S13：将牵引网分割为N个部分，各平行导体两两互容、互感耦合，按π型电路进行等效；

S14：将分割后的各牵引子网按对应端口串联，构成总体链式网络模型。

更进一步的，牵引网链式模型导体参数的计算过程如下：

S21：获取AT复线牵引供电系统各导体参数；

S22：根据Carson公式得到架空线的对地等值自阻抗和两条导线之间的对地等值互阻抗；