1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

本文在仿真模型的基础上计算机仿真技术应用于城市轨道交通供电系统，利用计算机实时模拟含车载制动电阻的供电系统。

第一章的绪论部分首先介绍了课题的研究背景及意义。国内外车市轨道交通的发展状况，车载制动电阻的功能和特点，当今国内外牵引供电系统仿真的研究现况、仿真手段。

第二章介绍了地铁供电系统的构成，着重介绍牵引供电系统，并分析介绍了车载制动电阻的是使用方式和特点，为后续的系统建模及仿真优化研究提供必要的参考依据。

第三章分析了城市轨道交通直流牵引供电系统的组成结构，构建了包含牵引变电所、接触网、回流轨以及在线运行列车在内的直流牵引网整体模型，兼顾列车电阻制动时模型的变化。

第四章以拟牛顿法求解网络方程，实现直流牵引供电系统的仿真，以计算网络的电压电流变化水平以及牵引系统的能耗等数据。

第五章介绍针对于本文所述内容的软件实现方案，介绍了程序工程的开发环境、工程的整体架构、主要程序流程、主要技术实现手段及结果显示等。

2 地铁供电系统和车载制动电阻

现今，地铁已逐渐成为城市交通系统最方便，快捷的一部分。在一些地区，地面交通及高架轻轨发展受到建筑密集的限制了因为更适合地铁的。它为城市居民提供便捷的公共交通工具。

2.1 地铁供电系统组成

根据功能的不同，一般将地铁供电系统划分为以下几部分：牵引供电系统；主变电所；动力照明系统；外部电源；杂散电流腐蚀防护系统；电力监控系统。

1、 外部电源

    在地铁供电系统主变电所之外的城市电网电源被称为外部电源。其供电方式可以分为：分散式供电、集中式供电、混合式供电。

2、 主变电所

提供给牵引变电所、降压变电所的电压通常为35KV或10KV的中压电源，而主变电所的功能就是将110KV的高压电源降压成中压电源。主变电所有2种接线方式，线变式或者桥型接线，它一般采用集中供电方式。

3、 牵引供电系统

    牵引供电系统由牵引变电所和牵引网构成，接触网和回流网构成牵引网，接触网有2中悬挂方式：直流1500V的架空接触网和直流1500V或750V的接触轨。地铁电动列车的运行所需的直流电便是有牵引变电系统通过降压整流提供的。

    4、 动力照明供电系统

动力照明供电系统的功能是将交流中压（35kV或10kV）降压变成交流220/380V电压，为运营需要的各种机电设备提供电源[6]。

5、 杂散电流腐蚀防护系统

直流牵引供电引起会产生杂散电流，杂散电流会不断对外扩散，腐蚀城轨的主题架构和周围的金属，这就需要杂散电流腐蚀防护系统来减少和监控杂散电流。

2.2 牵引供电系统文献综述

城市轨道交通牵引供电系统为运行列车提供所需的电能，它提供的电能必须安全、经济并且可靠，同时能防止发生事故，保障地铁系统运营正常。

牵引供电系统主要由牵引变电所及牵引接触网组成，共同完成向地铁列车输送电能的任务。牵引变电所是其核心，主要将AC 35 kV或AC l0 kV电源变换为地铁列车所需的电能，并通过牵引接触网输送至线路各个位置供列车使用。牵引接触网将变电所输出的直流电能输送至列车，常见的接触网有架空网形式及接触轨形式。国内轨道交通使用的接触网主要有AC 25 kV、DC 1500 V和DC 750 V三种电压等级，AC 25 kV和DC 1500 V使用架空网，DC 750V 使用接触轨。较高电压等级的AC 25kV 或DC 1500V 接触网形式所需牵引变电所数量较低，且架空悬挂相对安全，不足之处在于运营维护工作繁重，也会对城市景观造成较大影响。