高 霞

合肥城市軌道交通有限公司運營分公司，安徽合肥 230000

注重地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件設(shè)計與實現(xiàn)分析，有利于保持地鐵供電系統(tǒng)良好的實踐應(yīng)用效果，實現(xiàn)對功能強大供電仿真軟件的高效利用，使得城市地鐵運行中供電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)置更加合理。因此，需要結(jié)合地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)的功能特性，從不同的角度進行充分考慮，給予與之相關(guān)的聯(lián)合仿真軟件設(shè)計與實現(xiàn)更多的關(guān)注，確保地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)實踐應(yīng)用中能夠達到預(yù)期效果。

1 地鐵交直流供電網(wǎng)絡(luò)概述

1.1 交流供電網(wǎng)絡(luò)概述

在城市地鐵運行過程中，交流供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行，有利于保持地鐵供電系統(tǒng)良好的運行工況，使得其中的主變電所、動力照明供電系統(tǒng)等運行水平得以不斷提升，從而提高地鐵交流供電效率。實踐中的地鐵交流供電網(wǎng)絡(luò)也稱為中壓網(wǎng)絡(luò)，在其運行中為地鐵的正常供電帶來了重要的保障作用。在地鐵交流供電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)實際情況，注重分散供電模式與混合供電模式的配合使用，使得其中的牽引供電、動力照明等供電系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定、高效的運行狀態(tài)。同時，需要設(shè)置好地鐵交流供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、電壓等級等，且通過對集中供電、分散供電及混合供電這三種不同供電方式的有效選擇與使用，保持地鐵運行中交流供電網(wǎng)絡(luò)良好的功能特性。

1.2 直流供電網(wǎng)絡(luò)概述

城市地鐵供電系統(tǒng)運行中，直流供電網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用狀況是否良好，體現(xiàn)著地鐵建設(shè)中的電氣技術(shù)水平，需要根據(jù)地鐵運行時的實際需求，注重其所需的直流供電網(wǎng)絡(luò)合理設(shè)置，從而提升地鐵直流供電水平。在地鐵直流供電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過程中，需要重視牽引網(wǎng)、整流機組、電力機車等不同設(shè)備的配合使用，確保直流供電網(wǎng)絡(luò)在地鐵運行中能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，滿足地鐵穩(wěn)定、高效運行需求。同時，結(jié)合地鐵牽引供電系統(tǒng)的實際需要，應(yīng)加強較低電壓直流供電制式的有效使用，且通過對不同電壓大小供電制式的合理選擇，增強地鐵牽引網(wǎng)供電制式的實踐應(yīng)用效果，促使直流供電網(wǎng)絡(luò)運行中能夠達到地鐵供電系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求。

2 地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件設(shè)計

為了使地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)運行中能夠保持良好的應(yīng)用工況，給予地鐵穩(wěn)定運行必要的支持，則需要加強該網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件設(shè)計分析。

2.1 實踐中的軟件功能模塊設(shè)計

在地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件設(shè)計過程中，應(yīng)設(shè)置好其中的基本功能模塊，使得整個軟件的所有功能在地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)運行中得以正常使用。實踐中進行地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件功能模塊設(shè)計時，可從這些方面入手：（1） 注重該軟件基本功能模塊設(shè)置。該仿真軟件應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)的運行要求，設(shè)置好人機交互界面、網(wǎng)絡(luò)模型繪制模塊、計算及數(shù)據(jù)處理模塊。在這些功能模塊的共同支持下，能夠使地鐵供電系統(tǒng)工作時實現(xiàn)對交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件的高效利用。其中，用戶實現(xiàn)各種功能操作的過程中需要發(fā)揮出人機交互界面的作用；在進行地鐵供電系統(tǒng)不同元件矢圖繪制時，需要發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)模型繪制模塊的實際作用；在實現(xiàn)地鐵供電計算及軟件界面上圖形計算的過程中，需要發(fā)揮出計算模塊的作用；結(jié)合用戶的實際需要，對地鐵供電系統(tǒng)的計算結(jié)果進行科學(xué)處理時，需要發(fā)揮出數(shù)據(jù)處理模塊的作用。實踐中若能實現(xiàn)這些功能模塊的合理設(shè)置，則有利于增強地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件適用性；（2） 在實施地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件設(shè)計工作計劃的過程中，為了實現(xiàn)對該仿真軟件的科學(xué)設(shè)計，則需要考慮其應(yīng)用過程中的各主要功能模塊間的交互效果。在此期期間，需要設(shè)置好該仿真軟件的圖形繪制模塊、供電計算模塊及數(shù)據(jù)處理模塊，使得這些模塊間能夠具有良好的交互處理效果，完善該軟件應(yīng)用中的服務(wù)功能。

2.2 實踐中的面向?qū)ο蟮墓╇娤到y(tǒng)圖形元件設(shè)計

為了使設(shè)計得到的地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件在應(yīng)用過程中有著良好的適用性，則需要考慮采用面向?qū)ο蠓椒ㄓ枰詰?yīng)對。該方法在系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在仿真分析中，圖形語言作為工程中最簡單直接的語言，能使仿真計算中數(shù)據(jù)的輸入和輸出達到一目了然的效果，提高了軟件的實用性和普及性，對系統(tǒng)元件采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法可使軟件實現(xiàn)動態(tài)交互操作功能，可將供電系統(tǒng)仿真過程直觀地呈現(xiàn)給用戶。實踐中在進行面向?qū)ο蟮牡罔F供電系統(tǒng)圖形元件設(shè)計時，可從這些方面入手：（1） 實踐中的系統(tǒng)元件圖形化。地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件設(shè)計中需要通過對供電系統(tǒng)功能特性及運行工況的深入分析，確定其常用的供電元件，使得系統(tǒng)中的整流機組、動力變壓器、主變電所等組成部分得以穩(wěn)定工作。同時，通過對地鐵供電元件矢量圖設(shè)計原則要求的考慮，從元件的通用性、符號是否符合國家標準要求等方面入手，在計算機網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)及圖形元件基類設(shè)計方法等要素的支持下，實現(xiàn)地鐵供電系統(tǒng)仿真元件的圖形化設(shè)計；（2） 實踐中的圖形系統(tǒng)分析。在地鐵供電系統(tǒng)構(gòu)建中，借助系統(tǒng)元件圖形化的優(yōu)勢，從用戶界面操作的時效性、供電元件的連接關(guān)系等角度進行考慮，并加強編輯功能、可視化操作、良好識別效果等圖形系統(tǒng)的特點分析，使得地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件設(shè)計更具合理性，優(yōu)化地鐵供電系統(tǒng)使用功能。

2.3 實踐中的計算功能模塊接口設(shè)計

在地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件設(shè)計中，為了增強供電系統(tǒng)的維護性，保持該仿真軟件良好的擴展性，則需要加強該軟件的功能模塊設(shè)計。這些功能模塊包括：各計算功能接口、數(shù)據(jù)文檔處理接口、用戶界面接口。其中各計算功能接口設(shè)計是接口設(shè)計的主要內(nèi)容。這類軟件接口設(shè)計中應(yīng)做到：（1） 充分考慮地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件的實際作用，在了解該軟件功能模塊優(yōu)勢所在的基礎(chǔ)上，通過對豐富實踐經(jīng)驗、專業(yè)理論知識等不同要素的靈活使用，確定該仿真軟件的設(shè)計方案；（2） 在該軟件功能模塊接口設(shè)計中應(yīng)設(shè)置好相應(yīng)的接口流程，并加強其設(shè)計過程控制，使得最終得到的設(shè)計方案有著較大的應(yīng)用價值，滿足地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行需求。

2.4 實踐中的數(shù)據(jù)輸入與輸出設(shè)計

加強地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件的數(shù)據(jù)輸入與輸出設(shè)計，有利于滿足地鐵交直流供電網(wǎng)絡(luò)運行中數(shù)據(jù)存儲、讀取等方面的需求，促使該仿真軟件作用下的地鐵供電數(shù)據(jù)利用效率得以提高。實踐中在進行該軟件運行中數(shù)據(jù)輸入與輸出功能設(shè)計的過程中，應(yīng)做到：（1） 結(jié)合地鐵交直流供電系統(tǒng)數(shù)據(jù)文檔部分內(nèi)容，確定其聯(lián)合仿真軟件應(yīng)用中的文件格式，使得其中的數(shù)據(jù)存儲效率得以提高，進而為該軟件運行中數(shù)據(jù)輸入與輸出功能設(shè)計方案確定提供參考信息；（2） 通過對地鐵直流網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與交流網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的深入分析，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)的處理需求，加強地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件應(yīng)用中的數(shù)據(jù)輸入與輸出設(shè)計，確保地鐵供電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理效率高效性。

3 地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件實現(xiàn)

通過對地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件的設(shè)計分析，在其實現(xiàn)過程中應(yīng)從多個方面入手，確保該軟件的應(yīng)用優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，從而為地鐵交直流供電網(wǎng)絡(luò)運行水平提升提供保障。該仿真軟件實現(xiàn)的過程中，可從這些方面入手：（1） 注重C#程序語言編寫，主要在于C#綜合了VB簡單的可視化操作和C++的高運行效率，具有強大的操作能力、便捷的面向組件編程的支持等主要特點，能夠為地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件的高效利用提供支持；（2） 在地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)界面中進行操作，通過對實際情況的深入分析，確定具體的操作方式，使得地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件的潛在應(yīng)用價值得以挖掘，實現(xiàn)對其有效使用；（3） 在計算機網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的共同支持下，在計算機三維空間中對地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件的分析結(jié)果進行展示，確保其應(yīng)用工況的良好性。

4 結(jié)語

綜上所述，做好地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合仿真軟件的設(shè)計與實現(xiàn)研究工作，有利于提升地鐵供電系統(tǒng)應(yīng)用水平，不斷提高該系統(tǒng)的運行效率，使得城市地鐵運行中的基礎(chǔ)設(shè)施性能更加可靠。因此，未來城市地鐵交直流網(wǎng)絡(luò)研究工作落實中，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)地鐵運行的實際概況及其交直流網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用現(xiàn)狀，給予其聯(lián)合仿真軟件的設(shè)計與實現(xiàn)更多的關(guān)注，促使城市發(fā)展中的地鐵運行服務(wù)水平得以不斷提升。

[1] 廖鈞. 城市軌道供電系統(tǒng)無功補償方案研究[D].西南交通大學(xué)，2017（4）.

[2] 鄭大千. 軌道交通直流牽引系統(tǒng)繼電保護研究及仿真軟件開發(fā)[D].浙江大學(xué)，2015（1）.

[3] 林琳，高亞靜.城市軌道交通的配電系統(tǒng)故障分析及解決方案[J].電氣應(yīng)用，2014（12）.

[4] 李揚. 軌道交通對城市配電網(wǎng)的電能質(zhì)量影響研究[D].華北電力大學(xué)，2014（12）.

[5] 吳曉婷. 直流牽引變電所在交直流潮流計算中建模研究[D].北京交通大學(xué)，2013（6）.