雙線圈接入式中壓能饋系統(tǒng)掛網(wǎng)試驗(yàn)研究

王軍平， 周根華， 盧國(guó)儀

(1. 寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司， 浙江寧波 315000； 2. 福州市城市地鐵有限責(zé)任公司， 福州 350000)

雙線圈接入式中壓能饋系統(tǒng)掛網(wǎng)試驗(yàn)研究

王軍平1， 周根華2， 盧國(guó)儀2

(1. 寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司， 浙江寧波 315000； 2. 福州市城市地鐵有限責(zé)任公司， 福州 350000)

為解決地鐵列車(chē)制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的再生制動(dòng)能量無(wú)法得到有效利用問(wèn)題，通過(guò)對(duì)寧波軌道交通特點(diǎn)及再生制動(dòng)能量吸收裝置的需求進(jìn)行分析，提出一種整流變壓器1180 V側(cè)雙線圈接入式回饋型再生制動(dòng)能量吸收裝置方案。通過(guò)在寧波軌道交通1號(hào)線中河路站設(shè)置該能饋裝置，基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況運(yùn)行驗(yàn)證能饋裝置的吸收能力、對(duì)直流牽引網(wǎng)的影響情況等各項(xiàng)性能指標(biāo)，在不同載客模式下進(jìn)行不同制動(dòng)初速度進(jìn)站、不同站點(diǎn)制動(dòng)、減少能饋容量及屏蔽制動(dòng)電阻等多項(xiàng)試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該能饋裝置方案是可行的，各項(xiàng)性能指標(biāo)均能達(dá)到要求，具有較強(qiáng)的吸收能力及穩(wěn)壓效果；該能饋系統(tǒng)具備很好的節(jié)能效果及性?xún)r(jià)比。

城市軌道交通； 雙線圈接入； 中壓能饋； 再生制動(dòng)； 逆變回饋； 掛網(wǎng)試驗(yàn)

1 研究背景

城市軌道交通車(chē)輛再生制動(dòng)能量的有效吸收利用是牽引供電技術(shù)發(fā)展的重要方向。目前節(jié)能減排已成為國(guó)家的一項(xiàng)基本國(guó)策，尤其是在列車(chē)普遍采用VVVF技術(shù)、車(chē)輛制動(dòng)電阻取消的情況下，在牽引變電所設(shè)置再生電能有效利用裝置不僅能夠使列車(chē)最大限度地使用再生制動(dòng)電能，減少環(huán)境污染，抑制隧道溫升，還能夠?qū)υ偕苿?dòng)能量進(jìn)行有效利用，達(dá)到節(jié)能減排的目的[1-3]。

本文主要依托寧波軌道交通1號(hào)線，對(duì)研發(fā)的整流變壓器1 180 V側(cè)雙線圈接入式能饋型再生制動(dòng)裝置系統(tǒng)進(jìn)行工程實(shí)際掛網(wǎng)測(cè)試。通過(guò)設(shè)置不同的列車(chē)制動(dòng)情形，對(duì)能饋裝置的回饋性能進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證能饋裝置的回饋功能，同時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)均能滿(mǎn)足裝置的設(shè)計(jì)要求，具有良好的再生制動(dòng)能量回饋效果。

2 寧波軌道交通再生制動(dòng)裝置需求分析

針對(duì)寧波軌道交通線路情況，以1號(hào)線工程為例，利用牽引供電系統(tǒng)仿真軟件進(jìn)行考慮列車(chē)再生和不考慮列車(chē)再生的供電系統(tǒng)模擬計(jì)算，以獲得全線列車(chē)再生制動(dòng)被相鄰列車(chē)吸收利用的情況。通過(guò)統(tǒng)計(jì)全線各階段的模擬數(shù)據(jù)，得出牽引負(fù)荷對(duì)比如表1所示，可以看出在地鐵系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)中，再生制動(dòng)能量對(duì)供電系統(tǒng)功率輸出的影響是顯著的。

室外的模型主要分為建筑、道路、裝飾品、各類(lèi)商店、大廈和相關(guān)的模擬真實(shí)場(chǎng)景的模型。角色模型有虛擬角色、模擬車(chē)輛、模擬的動(dòng)物和其他必要表現(xiàn)理念的模型。加載與樣板房設(shè)計(jì)概念相關(guān)的模型可以盡可能較為全面地提供可以表達(dá)樣板房設(shè)計(jì)理念，展示設(shè)計(jì)圖、模型、創(chuàng)作手稿、模型以及有關(guān)設(shè)計(jì)理念的書(shū)面和實(shí)質(zhì)材料。

表1 在不同列車(chē)密度下，考慮再生和不考慮再生時(shí)全線牽引負(fù)荷計(jì)算結(jié)果對(duì)比

根據(jù)1號(hào)線B型車(chē)的資料進(jìn)行牽引計(jì)算可得：列車(chē)在全線一次折返的牽引能耗為957 kWh；輔助用電能耗為474.6 kWh；再生制動(dòng)能量為-569.9 kWh。由此可得,在全線運(yùn)營(yíng)中列車(chē)制動(dòng)產(chǎn)生的能量與列車(chē)由牽引網(wǎng)獲取的電能的比值為39.81%，不同列車(chē)追蹤間隔下的列車(chē)制動(dòng)能量的利用率(變電所無(wú)吸收裝置時(shí))如表2所示。

表2 高峰小時(shí)下列車(chē)制動(dòng)能量的利用率

4.3.1 不同距離對(duì)能饋裝置吸收能力的影響

使用直接請(qǐng)求策略，主要有兩種狀態(tài)，其一：直接表達(dá)會(huì)話核心，只用中心行為語(yǔ)。其二：使用稱(chēng)呼語(yǔ)引起注意，然后表達(dá)核心內(nèi)容，即起始行為語(yǔ)+中心行為語(yǔ)。如（1）“幫我拿那件衣服看看?！薄拔乙@個(gè)?！保?）“爸爸，給我打點(diǎn)錢(qián)?！薄盃敔?，您能給我講講你們時(shí)代的事嗎？”“xxx，清明一起去旅游吧？”采訪發(fā)現(xiàn)，留學(xué)生直接請(qǐng)求策略使用頻率相對(duì)不高，表意較委婉。

2016年5月，環(huán)保部發(fā)布《船舶發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物排放限值及測(cè)量方法》，于2018年7月1日實(shí)施，對(duì)船舶排放物做出了明確規(guī)定。

3 雙線圈接入式能饋型再生制動(dòng)裝置系統(tǒng)

本文所研究的能饋型再生制動(dòng)裝置主要由并網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜、隔離變壓器、變流器柜、直流控制柜4部分組成，較常規(guī)中壓逆變回饋再生制動(dòng)裝置增加了回饋?zhàn)兞髌鞯脑O(shè)計(jì)容量。該系統(tǒng)主要將兩臺(tái)相角差為30°的雙線圈隔離變壓器并聯(lián)，分別接到整流變壓器的2個(gè)低壓繞組(1 180 V)上，制動(dòng)能量通過(guò)整流變壓器回饋到35 kV中壓電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，隔離變壓器與整流變壓器對(duì)應(yīng)雙分裂繞組保持同相位。該裝置支持四象限運(yùn)行，除回饋外還具備牽引及無(wú)功補(bǔ)償運(yùn)行功能[4-6]。系統(tǒng)連接圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)連接圖Fig.1 system connection

能饋裝置采用經(jīng)典的電壓、電流雙閉環(huán)PWM(pulse width modulation,脈沖寬度調(diào)制)四象限變流器控制策略。電壓外環(huán)作為控制外環(huán)，通過(guò)測(cè)量回饋電網(wǎng)入口電壓及逆變器實(shí)際輸出的直流電壓，與設(shè)定的穩(wěn)定電壓值比較，進(jìn)行閉環(huán)控制，并給出電流內(nèi)環(huán)的有功電流值，使得裝置能夠按照設(shè)定的穩(wěn)壓值進(jìn)行輸出，在額定功率范圍內(nèi)，達(dá)到穩(wěn)定回饋電網(wǎng)入口電壓及直流母線電壓的目的。電流內(nèi)環(huán)作為底層控制內(nèi)環(huán)，通過(guò)測(cè)量逆變器直流側(cè)電壓和交流側(cè)電流，并采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變化的控制方式，將交流電流轉(zhuǎn)換成直流電流，從而實(shí)現(xiàn)有功電流、無(wú)功電流的閉環(huán)獨(dú)立控制，并通過(guò)設(shè)置無(wú)功電流為零的方式，使得逆變器輸出的功率因數(shù)達(dá)到-1，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)單位功率因數(shù)的控制。

腫瘤患者是特殊重大疾病的群體，腫瘤科醫(yī)生不僅要治療病灶本身，還需要給予患者和家屬更多的人文關(guān)懷，尊重生命、減輕不良情緒、消除恐懼心理[7]。在教學(xué)查房中，教師需將醫(yī)療技術(shù)與人文關(guān)懷相結(jié)合，注意培養(yǎng)留學(xué)生的醫(yī)德觀念，指導(dǎo)其學(xué)習(xí)有效的醫(yī)患溝通，關(guān)注患者軀體不適的同時(shí)，幫助其減緩心理壓力。醫(yī)學(xué)生作為未來(lái)的醫(yī)學(xué)從業(yè)人員，正在向醫(yī)生角色過(guò)渡，進(jìn)行人文教育、學(xué)習(xí)醫(yī)患溝通、培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)能促進(jìn)其建立良好的職業(yè)精神。

教學(xué)設(shè)計(jì)方面 在高職大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，課前、課中、課后、課外四個(gè)階段都要將教學(xué)活動(dòng)同核心素養(yǎng)培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，圍繞基于核心素養(yǎng)四個(gè)要素的教學(xué)目標(biāo)展開(kāi)，保障教學(xué)活動(dòng)實(shí)施，提升高職學(xué)生英語(yǔ)語(yǔ)言應(yīng)用能力、自主學(xué)習(xí)能力等核心能力，幫助他們養(yǎng)成良好的思維品質(zhì)，樹(shù)立正確的文化意識(shí)。

能饋型再生制動(dòng)裝置的基本參數(shù)為：額定功率1 000 kW(持續(xù))；間歇峰值功率1 800 kW(30 s/120 s);峰值限制功率2 200 kW；門(mén)檻電壓1 750 V；電壓穩(wěn)定值1 730 V。車(chē)輛牽引制動(dòng)參數(shù)為：B型車(chē)；最大制動(dòng)力323 kN；車(chē)輛制動(dòng)電阻投入門(mén)檻1 850 V。

4.3.4 裝置性能指標(biāo)

超聲能特異性診斷各病區(qū)的特定病灶，是診斷腎臟疾病和輸尿管疾病最有效的方法。當(dāng)檢查腎臟時(shí)，動(dòng)物的姿勢(shì)可以是仰臥位或側(cè)臥位。左腎與脾相鄰，當(dāng)掃描右腎時(shí)，肝臟可作為參考。如果狗仰臥位，應(yīng)從腰部掃描腎臟以獲得良好的圖像。B超檢查，首先，腹部應(yīng)大面積刮胡子，取出腰大肌下方的左肋和毛發(fā)之間的最后兩根右肋，然后清潔皮膚，應(yīng)用偶聯(lián)劑，然后將探頭垂直放置。因?yàn)槟I臟位于兩側(cè)腹壁很淺的下方，所以可以選擇5.5MHz或7.5MHz探頭進(jìn)行掃描，以獲得更好的腎臟細(xì)節(jié)圖像。腎臟應(yīng)從橫向和垂直切片掃描。

表3 原邊接入式與副邊接入式能饋裝置體積對(duì)比

4 系統(tǒng)掛網(wǎng)帶車(chē)回饋試驗(yàn)

本系統(tǒng)能饋型再生制動(dòng)裝置設(shè)置在寧波軌道交通1號(hào)線中河路示范站，主要進(jìn)行AW0空載帶車(chē)試驗(yàn)和AW3重載帶車(chē)試驗(yàn)，檢測(cè)再生制動(dòng)逆變回饋裝置性能能否滿(mǎn)足列車(chē)制動(dòng)能量吸收回饋的需求[7-9]。

4.1 與車(chē)輛的調(diào)試配合方案

在課堂上不僅僅需要傳授基礎(chǔ)的英語(yǔ)語(yǔ)言知識(shí)，為了使得我國(guó)的旅游事業(yè)能夠和國(guó)際接軌，讓我國(guó)的傳統(tǒng)文化能夠被弘揚(yáng)到世界各地，就必須要重視對(duì)中英文化相關(guān)知識(shí)的傳播，尤其是對(duì)英語(yǔ)文化背景知識(shí)的研究。注重對(duì)詞匯的文化內(nèi)容、句子的翻譯策略訓(xùn)練，積極引導(dǎo)學(xué)生對(duì)源文相關(guān)背景的研讀，將有助于學(xué)生能夠在特定的語(yǔ)言環(huán)境中去針對(duì)性地了解彼此之間的文化，方便日后的國(guó)際交流。

1號(hào)線二期接觸網(wǎng)空載電壓在1 650 V左右，車(chē)輛采用時(shí)代電氣牽引系統(tǒng)，車(chē)載制動(dòng)電阻啟動(dòng)值為1 850 V，過(guò)電壓設(shè)置值為2 000 V。考慮盡量將車(chē)輛制動(dòng)產(chǎn)生的大部分能量通過(guò)再生制動(dòng)裝置回收利用，減少車(chē)載制動(dòng)電阻消耗，需要將再生制動(dòng)裝置啟動(dòng)閾值電壓與車(chē)載制動(dòng)電阻啟動(dòng)電壓值配合設(shè)置。閾值不能過(guò)高，需低于制動(dòng)電阻裝置動(dòng)作閾值；閾值也不能太低，需最大限度鼓勵(lì)機(jī)車(chē)間相互吸收。架空柔性接觸網(wǎng)每行阻抗為0.024 Ω/km，考慮到再生制動(dòng)能量能夠被相鄰車(chē)輛吸收的距離為3 km，再生回饋電流為2 000 A，那么相應(yīng)的網(wǎng)壓降為0.024/2×3×2 000=72 V。因此，本次試驗(yàn)再生制動(dòng)回饋啟動(dòng)值設(shè)置為1 750 V，穩(wěn)壓值設(shè)置為1 730 V[10]。

4.2 裝置接入系統(tǒng)對(duì)于接入側(cè)電壓的影響

本方案副邊雙線圈通過(guò)低壓隔離變壓器接入整流變壓器，在低壓隔離變壓器與整流變壓器之間存在一定的漏感，在回饋電流較大時(shí)，會(huì)抬高整流變壓器二次側(cè)AC 1 180 V的峰值電壓，有效值則影響較小，如圖2所示。在峰值功率時(shí)測(cè)量整流變壓器二次側(cè)峰值電壓，峰值電壓較未投入能饋裝置時(shí)抬升91 V，有效值波動(dòng)量為5%，符合GB/T 12325—2008的電壓波動(dòng)范圍要求，不影響整流機(jī)組運(yùn)行。同時(shí)隔離變壓器次邊電壓即接入整流變壓器二次側(cè)的電壓為AC 1 180 V，原邊電壓即與變流器連接處的電壓為AC 950 V，回饋時(shí)該處電壓有效值與次邊電壓波動(dòng)保持一致，峰值電流回饋時(shí)原邊電壓有效值仍小于1 000 V，電壓的抬升會(huì)引起變流器工作時(shí)的調(diào)制比增大，但仍小于1，變流器仍處于正常工作范圍內(nèi)，不會(huì)引起過(guò)調(diào)制，整套回饋裝置正常工作。

圖2 能饋裝置投入使用前后整流變壓器二次側(cè)波形Fig.2 Secondary side oscillograph of rectifier transformer before and after the use of energy feedback device

4.3 正常制動(dòng)初速度下進(jìn)站試驗(yàn)

裝置以滿(mǎn)負(fù)荷功率工作，峰值功率限制值為2 200 kW，列車(chē)以30、40、50、55 km/h制動(dòng)速度進(jìn)站，測(cè)試在不同制動(dòng)初速度下進(jìn)站時(shí)，設(shè)置在中河路站的能饋裝置吸收列車(chē)制動(dòng)能量的能力。

由表2可以看出，當(dāng)牽引供電系統(tǒng)沒(méi)有配置吸收裝置時(shí)，不能被系統(tǒng)利用的再生功率是比較可觀的，而這樣大的功率只能以熱能的形式由列車(chē)制動(dòng)電阻或機(jī)械制動(dòng)消耗在地下隧道和車(chē)站中，既浪費(fèi)了電能又增加了環(huán)控系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，在牽引所設(shè)置再生能量吸收裝置的目的就是對(duì)這部分能量進(jìn)行吸收、利用或集中消耗，而這部分能量并不與列車(chē)追蹤間隔成線性關(guān)系，往往在初期列車(chē)較少時(shí)再生反饋能量較大，因此如果在牽引所配置再生能量吸收裝置，就應(yīng)在運(yùn)營(yíng)初期進(jìn)行。

“民以食為天，食以安為先”，隨著科學(xué)的進(jìn)步，人民生活水平的不斷提高，對(duì)食品品質(zhì)也提出了更高的要求。尤其是食品安全問(wèn)題不僅關(guān)系到人民的健康，更事關(guān)國(guó)家的榮譽(yù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。龐國(guó)芳指出：“雖然我國(guó)食品安全水平在不斷提升，但是我國(guó)食品安全治理體系仍然存在薄弱環(huán)節(jié)，我國(guó)仍處于食品安全風(fēng)險(xiǎn)隱患凸顯和食品安全事件高發(fā)期?！币虼?，順應(yīng)時(shí)代需求，培養(yǎng)食品質(zhì)量與安全控制方面的應(yīng)用型人才顯得尤為重要，這不僅是食品質(zhì)量與安全專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，而且針對(duì)高校其他專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生也應(yīng)加深對(duì)食品安全方面知識(shí)的理解，增強(qiáng)食品安全意識(shí)，具有重要的社會(huì)意義。

由表得出如下結(jié)論：

以中河路站為起點(diǎn)，其他站點(diǎn)距離中河路站為參照，在AW0模式下，不同距離間能饋裝置吸收情況如表4所示。

表4 AW0不同制動(dòng)速度進(jìn)站時(shí)回饋峰值功率

我喜歡畫(huà)面中有些綠色，所以你總是能見(jiàn)到樹(shù)的存在，不管是一棵樹(shù)，還是一片小樹(shù)林。樹(shù)，總是帶著一種意向性，希望、依靠、內(nèi)斂、奉獻(xiàn)、堅(jiān)守、生命力……詩(shī)人們也很喜歡用樹(shù)來(lái)表達(dá)對(duì)愛(ài)的立場(chǎng)，席慕容說(shuō)：“長(zhǎng)在你必經(jīng)的路旁，陽(yáng)光下慎重地開(kāi)滿(mǎn)了花”；舒婷說(shuō)：“我必須是你近旁的一株木棉，作為樹(shù)的形象和你站在一起”；黎戈說(shuō)：“很希望自己是一棵樹(shù)，守靜、向光、安然”；三毛說(shuō)：“如果有來(lái)生，要做一棵樹(shù)，站成永恒……”而我也希望把這美好的寓意和祝福放在婚紗照里，送予你們。

1) 能饋裝置在15 km范圍內(nèi)能夠不同程度地吸收列車(chē)制動(dòng)能量；

2) 在較遠(yuǎn)的寶幢站、鄔隘站制動(dòng)進(jìn)站時(shí)，能饋裝置吸收能力有所下降，其他臨近站點(diǎn)制動(dòng)時(shí)，均能以最大能力吸收，線路損耗較小。

3) 在距離5 km范圍內(nèi)，能饋裝置能夠完全吸收列車(chē)制動(dòng)能量，且損耗較?。辉?0 km范圍內(nèi)能夠吸收至少50%的列車(chē)制動(dòng)能量。

4.3.2 不同制動(dòng)初速度對(duì)能饋裝置吸收能力的影響

4.3.2.1 回饋峰值功率分析

在不同載客模式下，列車(chē)以不同制動(dòng)速度進(jìn)站能饋裝置的回饋峰值功率如圖3～4所示。由圖分析可知：

圖3 AW0模式下，不同制動(dòng)速度進(jìn)站時(shí)回饋峰值功率Fig.3 Feedback peak power at different braking speeds in AW0 mode

圖4 AW3模式下，不同制動(dòng)速度進(jìn)站時(shí)回饋峰值功率Fig.4 Feedback peak power at different braking speeds in AW3 mode

1) 列車(chē)制動(dòng)能量越大，在直流牽引網(wǎng)中的直流電流越大，線路損耗就越大，30 km/h時(shí)損耗較小，以50 km/h和55 km/h的速度進(jìn)站時(shí)，線路損耗隨著距離增大而變大；

首先為何會(huì)出現(xiàn)溝通難題，最主要的還是雙方所處的立場(chǎng)和利益是不同的。隊(duì)長(zhǎng)希望能夠保證施工班組的完整性，不耽誤施工進(jìn)度，而班組人員考慮的是自己的公平利益，雙方看問(wèn)題的角度是有差距的。問(wèn)題發(fā)生以后，我決定參與進(jìn)來(lái)，溝通這個(gè)難題，是因?yàn)橛诠谒轿叶紤?yīng)該幫助解決問(wèn)題，而且我是一個(gè)工程技術(shù)管理人員，比較有獨(dú)立性和公正性，易于接受，利于解決問(wèn)題。再者問(wèn)題的解決也有利于我在隊(duì)中工作的展開(kāi)。問(wèn)題解決中我始終是站在中立者的角度去詢(xún)問(wèn)雙方看法，積極傾聽(tīng)，評(píng)估事實(shí)，分享觀點(diǎn)。進(jìn)而解決的問(wèn)題，說(shuō)明的雙方的在的難題是差異而不是缺陷，確定的共識(shí)領(lǐng)域是都不能耽誤正常的生產(chǎn)，最后能夠共同探討解決方案。

2) 列車(chē)速度越快，能饋裝置吸收功率越大，且在AW0模式下，列車(chē)速度為40 km/h、50 km/h、55 km/h時(shí)在較近車(chē)站能饋裝置已經(jīng)處于滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)；

1) 在AW0模式下，列車(chē)在中河路站進(jìn)行全常用制動(dòng)時(shí)回饋功率最大，最大瞬時(shí)回饋功率約為2.12 MW，制動(dòng)時(shí)間約為13 s，制動(dòng)過(guò)程中牽引網(wǎng)最高電壓為1 872 V；

4.3.2.2 試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果

經(jīng)過(guò)不同載客模式測(cè)試，列車(chē)以不同制動(dòng)速度進(jìn)站時(shí)試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果如下：

3) 在30 km/h和40 km/h制動(dòng)初速度進(jìn)站時(shí)，在AW3載荷模式下，回饋能量最大達(dá)到2.1 MW，能量回饋裝置能夠完全吸收列車(chē)制動(dòng)能量；在50 km/h和55 km/h制動(dòng)初速度進(jìn)站時(shí)，在AW3載荷模式下，最大回饋能量超過(guò)2.1 MW。

當(dāng)回饋容量達(dá)到1.96 MW時(shí)，35 kV網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)如表6所示，各次諧波與國(guó)標(biāo)(GB/T 14549—1993)要求比較，均遠(yuǎn)小于國(guó)標(biāo)要求。由圖7～9可知，功率因數(shù)為-0.997 7(逆變)，電壓諧波THD(total harmonic distortion,總諧波畸變率)為1.84%(國(guó)標(biāo)3%)，電流諧波THD為4.67%。

3) 列車(chē)以55 km/h制動(dòng)初速度進(jìn)站時(shí)，在AW3模式下，在中河路站進(jìn)行全常用制動(dòng)時(shí)回饋功率最大，最大瞬時(shí)回饋功率約為2.1 MW，制動(dòng)時(shí)間約為15 s，制動(dòng)過(guò)程中牽引網(wǎng)最高電壓為1 858 V。

在AW3模式下，列車(chē)以55 km/h制動(dòng)速度進(jìn)站時(shí)系統(tǒng)觀測(cè)到的能饋裝置回饋曲線如圖5所示，以55 km/h速度在中河路制動(dòng)進(jìn)站時(shí)電壓電流波形如圖6所示。

圖5 AW3時(shí)大碶站霞浦站55 km/h制動(dòng)進(jìn)站回饋曲線Fig.5 Feedback curve at 55 km/h braking speed from Daqi station to Xiapu station in AW3 mode

圖6 AW3時(shí)55 km/h中河路制動(dòng)進(jìn)站能饋裝置電壓電流波形Fig.6 Oscillograph of voltage & current of energy feedback device at 55 km/h braking speed at Zhonghe Road station in AW3 mode

4.3.3 單次制動(dòng)能量回饋統(tǒng)計(jì)

在AW3模式載荷下，以不同初速度進(jìn)站時(shí)，單次制動(dòng)回饋電能如表5所示，從表中可知：在中河路站時(shí)，單次回饋電能不超過(guò)10 kWh(寶幢站是長(zhǎng)大區(qū)間，下坡路段，回饋較大)。由于表5為單車(chē)單裝置試驗(yàn)數(shù)據(jù)，考慮鄰車(chē)、鄰站吸收，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)時(shí)回饋能量應(yīng)以實(shí)測(cè)為準(zhǔn)。

表5 不同速度下各站單次制動(dòng)回饋電能

在同等容量下，如在1 800 kW容量下，變壓器原邊接入式能饋裝置和副邊雙線圈接入式能饋裝置系統(tǒng)的組成及柜體尺寸對(duì)比如表3所示。變壓器原邊接入式能饋裝置方案設(shè)備占地面積大約18 m2，副邊雙線圈接入式能饋裝置方案占地面積大約8 m2：在成本方面，副邊雙線圈無(wú)成本較高的高壓開(kāi)關(guān)柜和高壓隔離變壓器，其總系統(tǒng)成本相對(duì)降低15%～20%。

2) 列車(chē)以50 km/h制動(dòng)初速度進(jìn)站時(shí)，在AW3模式下，在中河路站進(jìn)行全常用制動(dòng)時(shí)回饋功率最大，最大瞬時(shí)回饋功率約為2.17 MW，制動(dòng)時(shí)間約為14 s，制動(dòng)過(guò)程中牽引網(wǎng)最高電壓為1 828 V；

機(jī)組變頻電源以經(jīng)典的拖動(dòng)-發(fā)電機(jī)(D-F)機(jī)組電源為代表。其中，我廠風(fēng)電電機(jī)試驗(yàn)站所采用的電源為一套交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)同步發(fā)電機(jī)組的方案，而我廠直流試驗(yàn)站則采用一套直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的同步發(fā)電機(jī)組用于試驗(yàn)。

表6 35 kV網(wǎng)側(cè)電流諧波含量分析(標(biāo)準(zhǔn)電壓35 kV，基準(zhǔn)短路容量250 MVA)

圖7 AW3模式，50 km/h速度下中河路站功率分析儀數(shù)據(jù)Fig.7 Power analyzer data at Zhonghe Road station at 50 km/h braking speed in AW3 mode

圖8 AW3模式，50 km/h速度下中河路電壓諧波THD分析Fig.8 Voltage harmonic analysis at Zhonghe Road station at 50km/h braking speed in AW3 mode

圖9 AW3模式，50 km/h速度下中河路電流諧波THD分析Fig.9 Current harmonic analysis at Zhonghe Road station at 50 km/h braking speed in AW3 mode

4.4 區(qū)間高速制動(dòng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響

該試驗(yàn)是監(jiān)測(cè)在中河路站附近區(qū)間進(jìn)行60 km/h、70 km/h、80 km/h全速度制動(dòng)，能饋裝置峰值限制功率為2 200 kW時(shí)，能量回饋裝置吸收制動(dòng)能量的能力及對(duì)直流牽引網(wǎng)的影響。

4.4.1 能饋裝置吸收能力

信中寫(xiě)道：“今次政府在股票和期指市場(chǎng)有所行動(dòng)，是迫不得已的決定。我希望你明白，若政府再不采取行動(dòng)，股市就會(huì)因?yàn)楸蝗瞬倏囟敛缓侠淼乃?、利息?huì)持續(xù)高企、聯(lián)系匯率不斷受壓，而經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇更只會(huì)遙遙無(wú)期……政府參與市場(chǎng)是個(gè)兩難的決定。我既作了決定，便要堅(jiān)守原則，接受批評(píng)。我會(huì)加倍努力，好向香港人交代……我們的日子是十分艱難的。但我不相信我們香港市民會(huì)輸?！?/p>

在AW0、AW3載荷模式下，當(dāng)列車(chē)在松花江路至中河路站區(qū)間以不同速度全速制動(dòng)時(shí)，列車(chē)制動(dòng)功率均超過(guò)2.1 MW，兩種載荷模式下裝置均已達(dá)到峰值功率，剩余不能吸收的功率則引起直流母線電壓抬升，如表7所示。

表7 區(qū)間進(jìn)行全速制動(dòng)時(shí)能饋裝置吸收能力

4.4.2 對(duì)直流牽引網(wǎng)的影響

根據(jù)上述資料，假定2017年初粵信公司購(gòu)入KY公司債券劃分為以攤余成本計(jì)量的金融資產(chǎn)，至2018年1月初重分類(lèi)為以公允價(jià)值計(jì)量且其變動(dòng)計(jì)入當(dāng)期損益的金融資產(chǎn)，或重分類(lèi)為以公允價(jià)值計(jì)量且其變動(dòng)計(jì)入其他綜合收益的金融資產(chǎn)時(shí)。粵信公司相關(guān)的會(huì)計(jì)處理如下：

列車(chē)在中河路區(qū)間以不同速度全速制動(dòng)時(shí)，能饋裝置處于滿(mǎn)載工作狀態(tài)，不能吸收的列車(chē)制動(dòng)能量引起直流母線電壓抬升，單次制動(dòng)時(shí)直流母線電壓均瞬間超過(guò)1 800 V，并有部分點(diǎn)超過(guò)1 850 V。即使直流母線電壓超過(guò)1 800 V，能量回饋裝置仍能處于滿(mǎn)載狀態(tài)吸收能量，在工作過(guò)程中，仍能夠?qū)⒛芰糠€(wěn)定在低于1 850 V的區(qū)間內(nèi)。圖10為AW3模式下，70 km/h初速度全常用制動(dòng)時(shí)在中河路區(qū)間能饋裝置電壓電流波形。

圖10 AW3模式，70 km/h制動(dòng)時(shí)中河路區(qū)間能饋裝置電壓電流波形Fig.10 Voltage and current wave form of energy feedback device in Zhonghe Road section at 70 km/h speed in AW3 mode

4.5 完全取消車(chē)載電阻的極限能力測(cè)試

4.5.1 屏蔽車(chē)載制動(dòng)電阻能饋裝置吸收能力

改變能量回饋裝置的容量，裝置均能以最大允許容量回饋列車(chē)制動(dòng)能量，試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

表8 屏蔽電阻，55 km/h制動(dòng)能饋裝置吸收能力

4.5.2 能饋裝置降容對(duì)直流母線電壓的影響

當(dāng)取消車(chē)載制動(dòng)電阻并減小能量回饋裝置的容量后，試驗(yàn)結(jié)果如表9、圖11～13所示。列車(chē)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的再生能量將引起直流母線電壓較大抬升，在AW3模式下，直流電網(wǎng)電壓的抬升均超過(guò)1 900 V，電壓抬升最大達(dá)到1 986 V，車(chē)輛運(yùn)行工況正常。本項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證在取消車(chē)載電阻且無(wú)能饋裝置的極限情況下，網(wǎng)壓抬升也沒(méi)有觸發(fā)車(chē)輛高斷跳閘。車(chē)輛正常運(yùn)行時(shí)，由于存在鄰站、鄰車(chē)吸收制動(dòng)能量，在取消車(chē)載電阻的情況下，即使本站能饋裝置退出運(yùn)行，也不會(huì)影響車(chē)輛的正常運(yùn)行。

表9 投入容量不同時(shí)，牽引網(wǎng)峰值電壓與制動(dòng)持續(xù)時(shí)間關(guān)系

圖11 AW3/1.8 MW/55 km/h制動(dòng)時(shí)能饋裝置電壓電流波形Fig.11 Voltage and current wave form of energy feedback device in AW3/1.8 MW/55 km/h braking speed

圖12 AW3/1 MW/55 km/h制動(dòng)時(shí)能饋裝置電壓電流波形Fig.12 Voltage and current wave form of energy feedback device in AW3/1 MW/55 km/h braking speed

圖13 AW3/0.5 MW/55 km/h制動(dòng)時(shí)能饋裝置電壓電流波形Fig.13 Voltage and current wave form of energy feedback device in AW3/0.5 MW/55 km/h braking speed

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)寧波軌道交通1號(hào)線站點(diǎn)能饋裝置吸收性能進(jìn)行列車(chē)在不同載客模式下，以不同制動(dòng)初速度進(jìn)站、減少能饋容量、屏蔽制動(dòng)電阻進(jìn)站等試驗(yàn)。大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，城軌供電雙線圈接入式中壓能饋系統(tǒng)具備很好的節(jié)能效果，相比變壓器原邊接入型再生能量回饋裝置在設(shè)備成本和占地面積方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。在13 km內(nèi)能饋裝置對(duì)再生制動(dòng)能量都能進(jìn)行不同比例的吸收(鄰站吸收能力非常強(qiáng))?；仞佭^(guò)程中能量回饋效率高，功率因數(shù)高，能較好地維持回饋電網(wǎng)入口電壓及直流母線電壓的穩(wěn)定。根據(jù)掛網(wǎng)試驗(yàn)表明，該裝置能較好滿(mǎn)足列車(chē)再生制動(dòng)能量的吸收利用并穩(wěn)定牽引網(wǎng)壓的要求，能夠解決實(shí)際工程問(wèn)題。

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(編輯：王艷菊)

Test of the Medium-voltage Energy Feedback System with Double-coil Access Installed in Power Grid

WANG Junping1, ZHOU Genhua2, LU Guoyi2

(1. Ningbo Rail Transportation Group Co., Ltd., Ningbo 315000; 2. Fuzhou Metro Co., Ltd., Fuzhou 350000)

This paper aims to solve the problem that the regenerative braking energy cannot be effectively utilized during the braking process of subway trains. In this paper, a scheme of the 1180V side double coil of the rectifier transformer is put forward, through the analysis of the characteristics of Ningbo rail transit and the demand of regenerative braking device.The energy feedback device was installed in Zhonghe Road Station of Ningbo Metro Line 1, and various performance indicators can be tested through actual working condition, such as the absorptive capacity of the energy feedback device, the influence of DC traction network, and so on.A number of tests are carried out under different situations, such as different passenger modes, different braking initial speeds, different station braking, and different energy feeding capacities and shielding braking resistance. Finally, the experimental data show that the energy feedback device is feasible,and all the performance parameters can meet the requirements,with strong absorptive capacity and voltage stabilizing effect;this energy feedback system has a good performance in saving energy and costs.Keywords: urban rail transit; double-coil access; medium-voltage energy feedback; regenerative brake; inverter feedback; hand power grid test

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.03.013

2016-06-13

2017-03-03

王軍平，男，本科，高級(jí)工程師，從事城市軌道交通電氣自動(dòng)化研究，775602918@qq.com(variable voltage and variable frequency,變壓變頻)

U231.8

A

1672-6073(2017)03-0064-08