直流牵引供电系统建模及基于电流变化特征量的保护算法研究的开题报告.docx

直流牵引供电系统建模及基于电流变化特征量的保护算法研究的开题报告 题目：直流牵引供电系统建模及基于电流变化特征量的保护算法研究 研究背景和意义： 随着电动化铁路技术的发展，直流牵引供电系统已经成为铁路牵引供电的主流技术，其在可靠性、节能性、环保性等方面都优于传统的交流牵引供电系统。但是，在实际运行中，直流牵引供电系统也存在各种故障风险，如短路、过电流等，这些故障会对铁路牵引电力系统的稳定运行造成威胁，甚至会对列车和乘客造成危险。 因此，对直流牵引供电系统的保护和故障诊断研究具有重要意义。传统的保护和故障诊断方法基于电压和电流的测量数据进行分析，但是这种方法存在精度不高、实时性差等缺点，无法满足实际运行的要求。因此，需要基于电流变化特征量来开发新的保护算法，提高直流牵引供电系统的保护性能。 研究内容和方法： 本文将从直流牵引供电系统的建模开始，包括直流牵引变流器、牵引变压器、牵引电机等主要部件的建模。然后，在建立的模型基础上，对直流牵引供电系统的故障进行仿真分析，研究其电流变化特征量。 针对电流变化特征量，本文提出一种基于模糊聚类和决策树的故障诊断算法。具体步骤如下：首先，使用模糊聚类算法对电流变化特征量进行聚类，得到故障特征簇。然后，使用决策树算法对故障特征簇进行分类，得到故障类型。最后，将分类结果返回到牵引供电系统的保护装置中，触发保护动作，保护系统免受故障的威胁。 研究目标和预期成果： 本文旨在研究直流牵引供电系统建模及基于电流变化特征量的保护算法，预期达到以下目标和成果： 1. 建立直流牵引供电系统的动态模型，仿真分析其故障情况，研究电流变化特征量。 2. 设计基于模糊聚类和决策树的故障诊断算法，提高保护装置的故障识别能力。 3. 实现算法并进行实验验证，评估其保护性能和实用性。 参考文献： [1] 王涛, 贾忠良, 魏国庆, 等. 直流牵引系统保护及故障诊断技术的研究 [J]. 铁道学报, 2019, 41(1):1-11. [2] 胡海龙, 陈圣波, 陈凯, 等. 基于电流特征量的直流牵引供电系统故障诊断方法 [J]. 电测与仪表, 2018, 55(23):66-72. [3] 郭羽钧, 张弛, 李洁琼, 等. 直流牵引供电系统故障诊断方法研究 [J]. 铁道科学与工程学报, 2015, 12(6):1075-1079.