EN | 
> 成功案例 > 科研案例 > 高铁车网低频振荡实时仿真研究
高铁车网低频振荡实时仿真研究

【建设背景】

随着我国高铁上大量新型交直交动车组的使用,牵引供电系统出现了一个新的现象,车网之间的低频振荡,这些低频振荡大多发生在列车升弓整备的时刻(也就是动车刚投入电网的时刻)。

【项目挑战】

对于高铁动车电力拖动系统这样的大功率电力电子系统,直接在牵引供电网上进行低频振荡这样故障工况的研究和实验是非常危险,通常也是不被允许的。为此,西南交通大学的科研团队采用了 StarSim 电力电子实时仿真器 这样一个实时仿真平台来进行车网低频振荡的研究。 高铁动车牵引系统是一个典型的电力电子系统,是需要很小的步长(1微秒)才能进行准确的仿真,StarSim基于FPGA的小步长实时仿真刚好提供了这样的能力。

【项目详情】

动车组的主电路一般由如下几个主要单元,牵引变压器,全控整流桥,直流电容,逆变器,电机;因为发生低频振荡的时候,列车一般都处于静止的状态,所以在研究低频振荡时,逆变器和电机,暂时可以不考虑,直流母线上只有辅助电源,可用电阻或电流源建模,在此研究中,动车主电路模型如下:


如下是Simulink的离线仿真波形图,可以明显看到在系统刚接入电网时,电网电压(黄),电网电流(紫),以及整流桥直流母线电压(浅蓝)的低频振荡。



下图是利用实时仿真器仿真这个系统,用示波器截取的波形,可以看到实时仿真非常好的重现了离线仿真时出现低频振荡现象。


 


频振荡的机理也可以从如上波形图和整流器的控制原理上得到简单解释,整流器闭环控制采用的是电压外环(电压外环生成电流指令)和电流内环的双闭环控制:当不稳定的直流电压反馈到控制器,将会引起电流指令的畸变,而畸变的电流会让直流电压更不稳定,从而引发持续的振荡。

从如上机理出发,适当的调整整流器控制器的PI参数(较小的Kp)可以有效的抑制动车组刚接入牵引电网时的低频振荡。


上海办公室:上海市杨浦区长阳路2588号科技园306室
武汉办公室:湖北省武汉市武昌区友谊大道2号2008新长江广场A座九层6号

支持:support@modeling-tech.com
邮件:info@modeling-tech.com
电话:(+86) 021-65011357
传真:(+86) 021-65011629
邮编:200090

扫码关注远宽能源微信公众号

仿真产品

MT 创新实验套件
MT 6000
MT 8010
MT RCP

解决方案

微电网仿真系统
风力发电系统
光伏发电系统
仿真教学实验系统
快速原型设计系统

应用案例

创新型实验室建设
电动车充电桩PHIL测试
RCP+HIL研发体系
APF控制器HIL测试

关于我们

公司简介
诚聘英才
合作客户
联系我们