都市快轨交通·第31卷第1期2018年2月 doi: 10.3969/j.issn.1672-6073.2018.01.021
《机电工程
新一代智慧型牵引供电系统
关键技术与应用示范
张钢，刘志刚1，魏路2，牟富强2
（1.北京交通大学电气工程学院，北京100044：2.北京千驷驭电气有限公司，北京100044）
摘要：针对城市轨道交通牵引供电系统存在的系统复杂、设备种类多、再生制动能量浪费等问题，介绍新一代智慧型牵引供电系统及其显著技术特征。新一代智慧型牵引供电系统具备大功率四象限变流、混合式牵引供电、分散式无功补偿、分布式协同吸收、在线智能融冰、故障诊断及剩余寿命预测等多项关键核心技术，并且根据应用需要，主电路可采用多种典型应用方案。最后给出目前在北京、郑州等城市已经取得的一些工程应用成果，为进一步全面推广应用莫定基础。
关键词：轨道交通：牵引供电系统：再生制动：系统优化：四象限变流器
中图分类号：U231
文献标志码：A
文章编号：1672-6073(2018)01-0136-07
StudyandApplicationofNewGenerationIntelligent
TractionPowerSupplySystem
ZHANG Gang', LIU Zhigang', WEI Lu’, MU Fuqiang
(1. School of engineering, Beijing Jiaotong Uniersity, Beijing, 100044, China
2. Beijing Qiansiyu Electric Co., Ltd., Beijing, 100044, China)
Abstract: In order to overcome the shortcomings such as complexity of the whole system, diversity of the equipment, and waste of regenerative braking energy, a novel intelligent power supply system of urban railway transit is proposed. The obvious technical characteristics of the system is also presented. Several key technologies are introduced, which include high power conversion, hybrid power supply, distributed reactive compensation, distributed collaborative absorption, online intelligent ice-melting, fault diagnosis and remaining life prediction. According to the application requirements, some typical substation schemes with the four-quadrant converter are given. The important application results in Beijing and Zhengzhou subway lines are show,which willay a foundationfor further application.
Keywords: rail transit; traction power supply system; regenerative braking; system optimization; four-quadrant converter
1技术现状
随着经济社会发展，我国大中城市交通拥堵和环境污染日趋严重，对城市居民的生活质量造成了巨大影
收稿日期：2017-09-25
修回日期：2017-12-19
第一作者：张钢，男，博士，硕士生导师，从事城市轨道交通牵
引供电技术研究，gzhang@bjtu.edu.cn
基金项目：十三五重点研发计划项目（2017YFB1200802）；北京市
科委轨道交通技术创新与产业发展项目（Z17110000-2117011)
响，发展地铁、轻轨等城市轨道交通已经成为缓解该问题的有效措施。城市轨道交通具有节能、占用空间小，运量大、全天候、无污染（或少污染）、安全等级高等特点，属绿色环保交通体系，符合可持续发展的原则。但是伴随着城市轨道交通线网规模的扩大和客运量的剧增，其能源消耗总量也在大幅增长"。如何建设更加节能的城市轨道交通系统逐渐成为行业发展方向[2-6]。
城市轨道交通普遍采用二极管整流机组供电，该整流方式存在直流电压不可控、电压波动范围大、能量只能单向流动等缺点。地铁车辆再生制动时产生的