摘要：近些年間，各大城市發展速度飛快，城市面積不斷擴張，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。本文針對當前城市軌道交通供電系統之中的電能質量進行了分析和預測，旨在為電能質量治理以及牽引供電的設計提供更加嚴格的理論基礎。

　　關鍵詞：城市軌道交通;供電系統構成;電能質量分析與預測

　　前言

　　隨著經濟的發展，城市軌道交通已經成為了城市居民日常出行的首選，這既是機遇也是挑戰，機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展潛力，挑戰在于使用人員的增多，明顯會導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提出了更高的要求。

　　城市軌道交通就非常適合應用在當前的城市發展之中，它具有著高效、便捷、迅速等優勢，但是隨著使用城市軌道交通出行的人數不斷增加，城市軌道交通的供電壓力也逐漸增大，主要體現在了電能質量之上，因此非常有必要對城市軌道交通之中的電能質量問題進行深入的研究和分析，從而尋找到一個科學并且合理的解決方案。與此同時，對于未來將要建設的城市軌道交通路線，必須要在建設之前，評估建設之后將會對供電網絡所造成的影響，對諧波以及電壓等參數進行詳細的記錄，為后期供電系統的設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的現狀及研究

　　1城市軌道交通供電系統的現狀

　　1.1城市軌道交通牽引供電系統建模

　　城市軌道交通系統由多個部分組成，其中涉及到了多個行業以及領域，專業性極強，交通牽引以及供電系統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對所面臨的問題，比如計算機技術以及仿真技術等。想要建立起城市軌道交通牽引供電系統的模型，需要具備多個學科的知識，并且要對城市軌道交通有著深刻的理解和認識，從而才能夠更好的完成建模工作，當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行的數學建模，而另外一個則是基于控制理論所進行的物理建模，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絡、車輛性能以及仿真運行等多個方面。

　　1.2電能質量時變特性分析方法

　　在城市軌道交通系統運行的過程中，高壓系統以牽引系統將會在多脈波電流之中產生諧波電流，而在牽引系統的運行之中，又會導致出現網側電壓波動，系統的供電電纜在傳輸電流時，同樣也會產生諧波放大等問題，這些問題都有可能導致城市軌道交通的供電系統發生故障。在供電系統的低壓部分，也有著輔助設備所引起的諧波以及無功因數等問題，這些輔助設備既包括了照明、調溫設備，也包括了附體以及風機等。

　　1.3電能質量預測方法

　　針對正在建設或者計劃未來建設的城市軌道交通新路線，在建設之前，進行詳細的電能質量評估是非常有必要的，尤其對于其中的重要參數，要在評估之后進行準確的記錄，進而為后續進行供電系統設計提供良好的數據支持和理論基礎。進行電能質量的預測，必須要采用相應的預測算法以及對電能質量的基礎信息進行精確的采集，對于電能質量基礎信息的采集，要采用一個統一并且科學的采集原則。

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

　　在新建的城市軌道交通供電系統之中，進行牽引電力的預測是進行預測工作的重要組成部分，必須要嚴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系，選擇使用蒙特卡洛抽樣法對所獲得的諧波數據進行研究分析，在一些情況下，不能夠通過采集來獲得足夠的實測數據，此時就要根據已經獲得的數據與牽引變電站中的數據來對電能質量進行預測，從而獲得較好的實驗和分析效果。

　　利用聚類預測算法來建立起一個城市軌道交通電能質量的概率分布模型，與所獲得的采集數據來進行關聯對比，同時利用動態彎曲距離算法，對于未來一段時間之內的電力質量數值和歷史的電力質量數值來進行匹配研究，在得到一個準確的研究數據之后，再利用蒙特卡洛抽樣法，來對電能質量的預測質量進行未來發展趨勢的評估。

　　在某些情況下，供電系統將會出現電壓的暫時性降低，對此要結合電壓暫時性降低的原因以及檢測點周邊的環境，來選擇挖掘維度，并且對所獲得的挖掘維度進行離散化的數據分析處理，進而對所獲的分析處理數據進行掃描，在其中的最小值以及最大值之間，利用多維關聯的規則來進行逐層的分析和對比，直到所有索淼結束，最后使用CBR算法，來講未來可能發生的電網情況當做可變條件，將所挖掘的規則進行對比，最終就能夠得到一個準確的電壓暫降預測結果。

　　2城市軌道交通供電系統結構及負荷構成

　　在城市軌道交通的供電系統之中，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、動力以及照明供電系統和雜散電流腐蝕防護系統等。

　　2.1主變電所或電源開閉所

　　對于供電系統中的外部供電方案，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所直接使用的電壓。在這種外部供電方案之中，必須要設置一個電源開閉所，來向供電區域進行供電，一般情況下，這個電源開閉所并不需要單獨進行設立，只需要在牽引變電站之中附帶設置即可。

　　2.2牽引供電系統

　　在牽引供電系統之中，有牽引變電站以及牽引網兩個組成部分，它能夠將高壓電流經過降壓之后，降低為低壓電流，從而能夠直接提供城市軌道交通系統使用。

　　2.3動力照明供電系統

　　在動力與照明供電系統之中，包括了變電所以及配電系統兩個組成部分，變電所仍然是發揮了調節電壓的作用，將高壓電調節為低壓電流，然后供給配電系統，為動力以及照明系統提供電能資源。

　　2.4雜散電流腐蝕防護系統

　　在直流牽引供電之中，往往會產生一定的雜散電流，為了防止這些雜散電流向外部擴散，從而避免因為雜散電流而導致軌道交通周邊的金屬發生腐蝕情況，就必須要設置有雜散電流腐蝕防護系統，對雜散電流的情況進行實時的監督。

　　3城市軌道交通供電系統電能質量的預測

　　首先，針對于城市軌道交通供電系統的電能質量預測，是建立在供電系統結構以及電能負荷情況的數據之上，利用MATLAB/Simulink平臺建立起一個電能自質量的仿真模型，從而能夠更加科學、合理的進行預測工作，利用可變的阻抗來動態模擬車輛在運行之中將會導致出現的牽引網絡情況的變化。軌道交通車輛在不同的牽引系統和制動系統之中，將會呈現出不同的運行特征，以此為據建立起對應的制動控制系統。根據所建立起的模型，來完成車輛運行的動態仿真，對于城市軌道交通電力質量的情況進行分析。

　　其次，城市軌道交通供電系統在運行之中，必然會產生諧波電流，這些諧波電流存在一定的特性，對此要進行精準的劃分，并且通過HHT以及WPT來提取瞬時參數，基于WPT來處理Hilbert-Huang變換方法，并且對函數和分解成熟進行研究。這種預測方法能夠有效的避免傳統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的想法和思路。

　　結語

　　隨著城市軌道交通的迅猛發展，其與配電網的互動性日益加強，需要對已運行線路的電能質量問題進行評估，分析電能質量問題產生機理，并建立新建線路電能質量的預測體系，為電力系統供電方案設計提供決策依據。

　　參考文獻：

　　[1]鞏超.城市軌道交通供電系統電能質量分析與預測[D].北京交通大學，2015.

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

　　作者：張佩春