PSCAD/EMTDC在城轨交通电气建模与仿真的应用

"这篇论文是2011年由同济大学电气工程系的研究人员沈小军、范昊、韦莉和张逸成发表的，属于自然科学领域的论文，得到了国家自然科学基金和上海市科委重大专项的支持。研究内容主要是利用PSCAD/EMTDC软件进行城市轨道交通单车电气特性的建模与仿真工作。" 文章详细讨论了基于PSCAD/EMTDC仿真软件的城市轨道交通车辆电气建模方法。PSCAD（Power System Computer-Aided Design）和EMTDC（Electromagnetic Transients Program with Digital Computers）是一款广泛应用于电力系统动态仿真的强大工具，尤其适用于瞬态分析。在本研究中，研究人员采用了面向对象的建模策略，这是一种模块化的设计方式，能够更清晰地描绘出系统的各个组成部分及其相互关系。 建模过程涵盖了城市轨道交通车辆的关键电气组件，包括： 1. 主牵引系统：这是列车动力的核心部分，通常由电动机、逆变器和相关的控制电路组成，负责将电能转化为机械动力推动列车运行。 2. 制动电阻：在列车减速或停车时，为消耗电动机产生的再生能量，防止电网过电压，会使用制动电阻。 3. 滤波电路：用于净化电源，减少电压波动和电磁干扰，确保电气设备稳定工作。 4. 辅助系统：包括空调、照明、控制系统等，为列车正常运行提供所需电力。 5. 阻力计算：考虑了列车运行中的空气阻力、摩擦阻力等因素，这对于模拟真实运行条件下的速度和能耗至关重要。 6. 行驶控制：涉及列车的速度控制、启动、制动等操作逻辑，确保安全、高效运行。 在模型构建完成后，研究人员使用了上海某实际城市轨道交通车辆的参数进行仿真和验证。通过对比仿真结果与实测数据，他们证明了所建立的模型具有高仿真精度，可以准确地再现车辆在不同运行状态下的电气特性和行驶特性。这种验证对于优化车辆设计、预测性能、提高运行效率以及故障诊断等方面具有重要意义。 该研究展示了PSCAD/EMTDC软件在城市轨道交通电气建模上的应用价值，为后续的车辆性能改进、系统优化及故障预防提供了理论基础和计算工具。