电气化铁路牵引负荷电能质量评估方法

最近几年,随着国内经济的不断增强,对于铁路运输的要求越来越高。电气化铁路由于其具有的运输能力大、能源消耗少、环境污染小、运营成本低等突出优点,在我国得到了迅速发展。然而由于电力机车牵引负荷会对电网注入谐波负序电流,对电力系统电能质量的影响日益突出。所以对电气化铁路牵引负荷的特点进行研究和分析以及对电气化铁路的电能质量问题进行仿真和评估具有十分重要的现实意义和应用价值。但电力系统的电能质量受多个因素的影响,电力系统受到各种电能质量指标同时组合作用构成电能质量的综合等级,电力系统整体的电能质量不能仅单纯的依靠某一项电能质量指标的结果来判定,所以研究如何准确有效的对电能质量进行综合评估也是一项有很强实际意义的课题。 本文以电气化铁路的牵引供电系统为对象,研究并分析电气化铁路牵引负荷的特点,并以此为基础展开,讨论了电气化铁路几项重要电能质量指标参数的测量理论和算法,最后以单项指标评估的为基础,进行了电能质量综合评估,评估中用到了综合集成赋权的方法。 铁路牵引供电系统电气化后有其组成和负荷特点,本文对其进行了了介绍和分析。从电力机车的电气特性、铁路线路条件和运输组织方案等因素方面分析了牵引负荷的特点,验证了电气化铁路牵引负荷所具有的不对称、非线性、波动性及功率大等特点。最后将电气化铁路的特性集中到了谐波、三相不平衡、电压偏差、频率偏差及电压波动与闪变几个关键单项指标上 本文接着基于短时傅里叶变换,讨论并研究了电气化铁路电能质量的几项关键指标的检测算法,并设计仿真实验验证了算法的可行性和有效性。在窗函数的选择问题上,本文比较了几种常见窗函数应用在电力信号上的仿真结果,最后选择采用矩形自卷积窗,且选择的时间窗宽度自动与信号频率相适应。 本文最后针对评估过程中对指标体系权重的确定方法这个问题,提出将综合赋权方法引入电能质量综合评估模型中,引入主观和客观两类权重,分别利用G1法和熵值法来确定,最后使用基于乘法综合集成主观权重和客观权重的综合集成赋权法以得到综合权重。