[发明专利]一种动车组牵引供电系统的仿真建模系统及方法

说明书

本申请实施例公开了一种动车组牵引供电系统的仿真建模系统及方法，以提高动车组牵引供电系统的仿真精度，该仿真建模系统包括：主回路模型及辅助供电系统模型；主回路模型包括依次相连的牵引变压器及牵引变流器模型，牵引变流器模型包括依次相连的四象限脉冲整流器、中间直流环节、牵引逆变器及牵引电机；四象限脉冲整流器中的各个开关电源模块采用IGBT特征化建模，牵引逆变器中的各个开关电源模块采用IGBT特征化建模；辅助供电系统模型包括依次相连的辅助电源设备及辅助用电设备，辅助电源设备包括直流供电环节及三相辅助逆变器，三相辅助逆变器中的各个开关电源模块采用IGBT特征化建模；辅助供电系统模型的直流供电环节通过中间直流环节提供直流电。

技术领域

本申请涉及电路仿真技术领域，具体涉及一种动车组牵引供电系统的仿真建模系统及方法。

背景技术

牵引供电系统是高速铁路系统中最为重要的基础能源设施，其功能是为铁路网中的电力车辆供电，确保动车组车辆的正常运行。牵引供电系统包含有大功率的开关器件，在这些器件进行高电压、大电流的转换时，其开关频率会很高。因此，牵引供电系统在输出电流时，必定会产生较大的谐波，如果此时电力机车的电磁兼容性较差，即屏蔽、滤波或者接地较差，该电力机车就会对外产生严重的电磁干扰。辅助供电系统是动车牵引供电系统的一个重要组成部分,其电力系统的稳定对整个牵引供电系统对外产生的传导干扰有着巨大的影响。因此对基于主辅一体变流器的动车组牵引供电系统进行仿真建模，来研究其电磁兼容特性是十分有必要的。

但是，当前对于牵引供电系统的电磁兼容性的研究都将牵引供电系统中的主变流器与辅助变流器分开来进行仿真建模，未考虑主辅一体的完整变流器系统的传导干扰的影响，仿真计算结果精确度不高。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种动车组牵引供电系统的仿真建模系统及方法，以提高对动车组牵引供电系统仿真建模的准确性。

为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种动车组牵引供电系统的仿真建模系统，所述仿真建模系统包括：

主回路模型以及辅助供电系统模型；

所述主回路模型包括依次相连的牵引变压器以及牵引变流器模型，所述牵引变流器模型包括依次相连的四象限脉冲整流器、中间直流环节、牵引逆变器以及牵引电机；所述四象限脉冲整流器中的各个开关电源模块采用绝缘栅双极型晶体管IGBT特征化建模，所述牵引逆变器中的各个开关电源模块采用IGBT特征化建模；

所述辅助供电系统模型包括依次相连的辅助电源设备以及辅助用电设备，所述辅助电源设备包括直流供电环节以及三相辅助逆变器，所述三相辅助逆变器中的各个开关电源模块采用IGBT特征化建模；

所述辅助供电系统模型的直流供电环节通过所述中间直流环节提供直流电。

在一种可能的实现方式中，所述牵引变压器的次级包括两个端口，所述牵引变压器的次级每个端口连接一个所述牵引变流器模型；

所述牵引变压器的次级每个端口引出两根导线连接所述四象限脉冲整流器，所述四象限脉冲整流器通过所述中间直流环节利用两根导线并联电容以及电阻连接到所述牵引逆变器的输入端，所述牵引逆变器的输出端利用三根导线连接到所述牵引电机的一端，所述牵引电机的另一端接地，所述牵引电机为三相牵引电机。

在一种可能的实现方式中，所述辅助供电系统模型的直流供电环节分别连接每个所述牵引变流器模型中的中间直流环节。

在一种可能的实现方式中，所述辅助电源设备具体包括：

依次相连的直流供电环节、输入滤波装置、三相辅助逆变器、三相变压器以及三相电磁干扰EMI滤波器。

在一种可能的实现方式中，所述牵引变压器采用理想电路模型；

所述牵引电机采用集总参数等效电路模型。