[发明专利]一种机车和牵引网与电力系统耦合的仿真方法

摘要

本发明公开了一种机车和牵引网与电力系统耦合的仿真方法。该仿真方法首先将牵引网计算与电力系统潮流计算相结合，牵引网与电力系统每迭代计算到一个稳态结果，进行该稳态结果下的电力机车仿真，然后用电力机车的仿真结果对牵引网与电力系统进行修正计算，直至电力机车、牵引网、电力系统三者均达到稳态。本发明提出的一种机车和牵引网与电力系统耦合的仿真方法与已有的牵引网计算方法相比，该方法充分考虑了机车、电力系统对牵引网计算的影响，在保持较好的计算效率的前提下，大大提高了牵引网计算结果的准确性，使牵引网计算的结果更符合实际情况，满足了铁路/电力相关部门对牵引供电品质评价、电能质量评估的需要。

主权项

一种机车和牵引网与电力系统耦合的仿真方法，其特征在于包括如下步骤：1)读取电网数据和牵引网数据，根据牵引变压器的V/v接线方式、Scott接线方式、Y/Δ接线方式或平衡阻抗接线方式，建立牵引网与电力系统的电压‑功率交互关系：V牵＝f(V电，k，V牵B)S电＝f(V牵，I牵，SB)式中：V牵——牵引变压器二次侧电压      V电——牵引变压器一次侧电压      k——牵引变压器变比      V牵B——牵引变压器二次侧基准电压      I牵——牵引变压器二次侧电流      S电——牵引变压器视在功率      SB——基准功率；2)根据牵引网导线的型号和空间位置计算牵引网的集中式参数，根据列车运行图使用查表‑插值的方法计算列车的位置和速度，考虑牵引网上的电气设备及接地装置，根据电磁场理论，计算牵引网的链式网络导纳矩阵；3)根据电力系统的拓扑结构和电气参数，由输电线路、电力变压器、发电机、负荷的等效阻抗值计算电力系统的三相导纳矩阵；4)机车采用平启动的方式，牵引网计算机车注入电流为一给定值，电流幅值0‑100A，相角为0度；5)在已知机车注入到牵引网的电流的条件下，用牛顿法进行牵引网与电力系统耦合的三相潮流计算，直至迭代到电力系统的各条母线的三相电压值与上次迭代的电力系统的各条母线的三相电压值之差的绝对值中的最大值小于指定误差阈值，计算得到电力系统的各母线电压和牵引网的沿线电压分布；6)根据牵引网在电力机车位置的电压，以及电力机车的速度，运行电力机车的仿真程序，仿真得到电力机车在该速度、电压条件下的电力机车注入电流幅值和相角；7)将机车仿真得到的电力机车注入电流幅值和相角，更新第五步的电力机车注入电流值，重复第五步和第六步，直到迭代到牵引变压器电流值与上次迭代的牵引变压器电流值之差的绝对值中的最大值小于指定误差阈值。