摘要：近些年間，各大城市發(fā)展速度飛快，城市面積不斷擴(kuò)張，城市人口也不斷增加，也就給城市交通帶來巨大的壓力，提供一個更加便捷并且更加快速的交通方式就成為了一個迫在眉睫的任務(wù)。本文針對當(dāng)前城市軌道交通供電系統(tǒng)之中的電能質(zhì)量進(jìn)行了分析和預(yù)測，旨在為電能質(zhì)量治理以及牽引供電的設(shè)計提供更加嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)。

　　關(guān)鍵詞：城市軌道交通;供電系統(tǒng)構(gòu)成;電能質(zhì)量分析與預(yù)測

　　前言

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市軌道交通已經(jīng)成為了城市居民日常出行的首選，這既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，機(jī)遇在于城市軌道交通使用率的提高，代表著城市軌道交通具有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ�挑�?zhàn)在于使用人員的增多，明顯會導(dǎo)致城市軌道交通的壓力增大，這就對城市軌道交通的配電系統(tǒng)提出了更高的要求。

　　城市軌道交通就非常適合應(yīng)用在當(dāng)前的城市發(fā)展之中，它具有著高效、便捷、迅速等優(yōu)勢，但是隨著使用城市軌道交通出行的人數(shù)不斷增加，城市軌道交通的供電壓力也逐漸增大，主要體現(xiàn)在了電能質(zhì)量之上，因此非常有必要對城市軌道交通之中的電能質(zhì)量問題進(jìn)行深入的研究和分析，從而尋找到一個科學(xué)并且合理的解決方案。與此同時，對于未來將要建設(shè)的城市軌道交通路線，必須要在建設(shè)之前，評估建設(shè)之后將會對供電網(wǎng)絡(luò)所造成的影響，對諧波以及電壓等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，為后期供電系統(tǒng)的設(shè)計提供重要的決策以及參考。

　　城市軌道論文范例：城市軌道交通自動售檢票系統(tǒng)的現(xiàn)狀及研究

　　1城市軌道交通供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀

　　1.1城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)建模

　　城市軌道交通系統(tǒng)由多個部分組成，其中涉及到了多個行業(yè)以及領(lǐng)域，專業(yè)性極強(qiáng)，交通牽引以及供電系統(tǒng)都是城市軌道交通之中的重要組成部分，對此必須要采用高科技的解決方法來應(yīng)對所面臨的問題，比如計算機(jī)技術(shù)以及仿真技術(shù)等。想要建立起城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)的模型，需要具備多個學(xué)科的知識，并且要對城市軌道交通有著深刻的理解和認(rèn)識，從而才能夠更好的完成建模工作，當(dāng)前對于城市軌道交通建模的研究主要包括了兩個方向，一個是基于牽引供電計算所進(jìn)行的數(shù)學(xué)建模，而另外一個則是基于控制理論所進(jìn)行的物理建模，盡管它們兩種類型在方向上有所不同，但是其都包括了牽引網(wǎng)絡(luò)、車輛性能以及仿真運(yùn)行等多個方面。

　　1.2電能質(zhì)量時變特性分析方法

　　在城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，高壓系統(tǒng)以牽引系統(tǒng)將會在多脈波電流之中產(chǎn)生諧波電流，而在牽引系統(tǒng)的運(yùn)行之中，又會導(dǎo)致出現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電壓波動，系統(tǒng)的供電電纜在傳輸電流時，同樣也會產(chǎn)生諧波放大等問題，這些問題都有可能導(dǎo)致城市軌道交通的供電系統(tǒng)發(fā)生故障。在供電系統(tǒng)的低壓部分，也有著輔助設(shè)備所引起的諧波以及無功因數(shù)等問題，這些輔助設(shè)備既包括了照明、調(diào)溫設(shè)備，也包括了附體以及風(fēng)機(jī)等。

　　1.3電能質(zhì)量預(yù)測方法

　　針對正在建設(shè)或者計劃未來建設(shè)的城市軌道交通新路線，在建設(shè)之前，進(jìn)行詳細(xì)的電能質(zhì)量評估是非常有必要的，尤其對于其中的重要參數(shù)，要在評估之后進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，進(jìn)而為后續(xù)進(jìn)行供電系統(tǒng)設(shè)計提供良好的數(shù)據(jù)支持和理論基礎(chǔ)。進(jìn)行電能質(zhì)量的預(yù)測，必須要采用相應(yīng)的預(yù)測算法以及對電能質(zhì)量的基礎(chǔ)信息進(jìn)行精確的采集，對于電能質(zhì)量基礎(chǔ)信息的采集，要采用一個統(tǒng)一并且科學(xué)的采集原則。

　　在預(yù)測算法上，一般會采用ARIMA時間序列算法對電能質(zhì)量中的有功功率進(jìn)行評估，并且根據(jù)所得數(shù)據(jù)與所采集的電能質(zhì)量穩(wěn)定指標(biāo)來建立起一個算法模型，進(jìn)而進(jìn)行更加精準(zhǔn)的預(yù)測。在預(yù)測過程中，必須要考慮到諧波水平以及諧波阻抗，在預(yù)測諧波電流疊加情況下，與公共接入點之中的諧波電壓進(jìn)行合并計算。

　　在新建的城市軌道交通供電系統(tǒng)之中，進(jìn)行牽引電力的預(yù)測是進(jìn)行預(yù)測工作的重要組成部分，必須要嚴(yán)格按照諧波電流的分布特征，并且考慮諧波與基波之間的關(guān)系，選擇使用蒙特卡洛抽樣法對所獲得的諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，在一些情況下，不能夠通過采集來獲得足夠的實測數(shù)據(jù)，此時就要根據(jù)已經(jīng)獲得的數(shù)據(jù)與牽引變電站中的數(shù)據(jù)來對電能質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測，從而獲得較好的實驗和分析效果。

　　利用聚類預(yù)測算法來建立起一個城市軌道交通電能質(zhì)量的概率分布模型，與所獲得的采集數(shù)據(jù)來進(jìn)行關(guān)聯(lián)對比，同時利用動態(tài)彎曲距離算法，對于未來一段時間之內(nèi)的電力質(zhì)量數(shù)值和歷史的電力質(zhì)量數(shù)值來進(jìn)行匹配研究，在得到一個準(zhǔn)確的研究數(shù)據(jù)之后，再利用蒙特卡洛抽樣法，來對電能質(zhì)量的預(yù)測質(zhì)量進(jìn)行未來發(fā)展趨勢的評估。

　　在某些情況下，供電系統(tǒng)將會出現(xiàn)電壓的暫時性降低，對此要結(jié)合電壓暫時性降低的原因以及檢測點周邊的環(huán)境，來選擇挖掘維度，并且對所獲得的挖掘維度進(jìn)行離散化的數(shù)據(jù)分析處理，進(jìn)而對所獲的分析處理數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，在其中的最小值以及最大值之間，利用多維關(guān)聯(lián)的規(guī)則來進(jìn)行逐層的分析和對比，直到所有索淼結(jié)束，最后使用CBR算法，來講未來可能發(fā)生的電網(wǎng)情況當(dāng)做可變條件，將所挖掘的規(guī)則進(jìn)行對比，最終就能夠得到一個準(zhǔn)確的電壓暫降預(yù)測結(jié)果。

　　2城市軌道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及負(fù)荷構(gòu)成

　　在城市軌道交通的供電系統(tǒng)之中，包括了眾多組成部分，其中主要包括了主變電所或者電源開閉所、牽引供電系統(tǒng)、動力以及照明供電系統(tǒng)和雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)等。

　　2.1主變電所或電源開閉所

　　對于供電系統(tǒng)中的外部供電方案，必須要建立起一個主變電所，為城市軌道交通提供主要供電，具體而言是接受來自于外部的高壓電流，并且將其電壓降為能夠被供電系統(tǒng)所直接使用的電壓。在這種外部供電方案之中，必須要設(shè)置一個電源開閉所，來向供電區(qū)域進(jìn)行供電，一般情況下，這個電源開閉所并不需要單獨進(jìn)行設(shè)立，只需要在牽引變電站之中附帶設(shè)置即可。

　　2.2牽引供電系統(tǒng)

　　在牽引供電系統(tǒng)之中，有牽引變電站以及牽引網(wǎng)兩個組成部分，它能夠?qū)⒏邏弘娏鹘?jīng)過降壓之后，降低為低壓電流，從而能夠直接提供城市軌道交通系統(tǒng)使用。

　　2.3動力照明供電系統(tǒng)

　　在動力與照明供電系統(tǒng)之中，包括了變電所以及配電系統(tǒng)兩個組成部分，變電所仍然是發(fā)揮了調(diào)節(jié)電壓的作用，將高壓電調(diào)節(jié)為低壓電流，然后供給配電系統(tǒng)，為動力以及照明系統(tǒng)提供電能資源。

　　2.4雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)

　　在直流牽引供電之中，往往會產(chǎn)生一定的雜散電流，為了防止這些雜散電流向外部擴(kuò)散，從而避免因為雜散電流而導(dǎo)致軌道交通周邊的金屬發(fā)生腐蝕情況，就必須要設(shè)置有雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)，對雜散電流的情況進(jìn)行實時的監(jiān)督。

　　3城市軌道交通供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的預(yù)測

　　首先，針對于城市軌道交通供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量預(yù)測，是建立在供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及電能負(fù)荷情況的數(shù)據(jù)之上，利用MATLAB/Simulink平臺建立起一個電能自質(zhì)量的仿真模型，從而能夠更加科學(xué)、合理的進(jìn)行預(yù)測工作，利用可變的阻抗來動態(tài)模擬車輛在運(yùn)行之中將會導(dǎo)致出現(xiàn)的牽引網(wǎng)絡(luò)情況的變化。軌道交通車輛在不同的牽引系統(tǒng)和制動系統(tǒng)之中，將會呈現(xiàn)出不同的運(yùn)行特征，以此為據(jù)建立起對應(yīng)的制動控制系統(tǒng)。根據(jù)所建立起的模型，來完成車輛運(yùn)行的動態(tài)仿真，對于城市軌道交通電力質(zhì)量的情況進(jìn)行分析。

　　其次，城市軌道交通供電系統(tǒng)在運(yùn)行之中，必然會產(chǎn)生諧波電流，這些諧波電流存在一定的特性，對此要進(jìn)行精準(zhǔn)的劃分，并且通過HHT以及WPT來提取瞬時參數(shù)，基于WPT來處理Hilbert-Huang變換方法，并且對函數(shù)和分解成熟進(jìn)行研究。這種預(yù)測方法能夠有效的避免傳統(tǒng)HHT方法之中的弊端，從而為諧波變化的研究提供了一種科學(xué)的想法和思路。

　　結(jié)語

　　隨著城市軌道交通的迅猛發(fā)展，其與配電網(wǎng)的互動性日益加強(qiáng)，需要對已運(yùn)行線路的電能質(zhì)量問題進(jìn)行評估，分析電能質(zhì)量問題產(chǎn)生機(jī)理，并建立新建線路電能質(zhì)量的預(yù)測體系，為電力系統(tǒng)供電方案設(shè)計提供決策依據(jù)。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[2]蘇曉舟.顧保南.孫世超等.2013年中國城市軌道交通運(yùn)營線路統(tǒng)計和分析[J].城市軌道交通研究.2014.17(1)：1-6

　　作者：張佩春