独特的建模工具,支持智能电气化

2023年5月9日

Amey咨询公司开发了一种独特的建模工具,以支持核心山谷线的智能电气化

Amey与威尔士运输局(TfW)签订了一份总体合同,以改造威尔士和边境铁路网络。该计划的一个关键部分是更新核心山谷线(CVL),并将其转换为现代化的电气化地铁式铁路。

由于许多原因,该项目具有挑战性。它需要提供新的电气化、全面重新传送网络信号、安装新的电信系统和建造新的控制中心。更复杂的是,新设备必须与老化的基础设施一起工作,其中大部分可以追溯到维多利亚时代。

一个主要的困难是桥梁的数量太少,无法安全安装25千伏电气化所需的带电架空线路。在许多情况下,重建桥梁或降低轨道的成本将高得令人望而却步,并造成严重的延误。

此外,TfW希望提高网络的容量和效率,增加火车旅行次数,缩短旅行时间并减少运营碳排放。为了满足这些要求,需要重新设计几个车站、路口和其他“夹点”。

面对这些挑战,Amey咨询公司采取了一种聪明的方法,提出了一种“间断电气化”系统,以最大限度地提高效率并控制成本。当低矮的桥或类似的障碍物危及架空电源时,轨道部分保持无电流-作为永久接地部分(PES),列车暂时停止从架空线路设备(OLE)获取电力,或作为无接触网部分(CFS),没有架空电线。

这一解决方案是由CVL委托的新列车的混合动力特性实现的:Stadler Class 756 FLIRT,一种除了OLE外还能使用电池和柴油的三模式列车;Stadler Class 398 Citylink是一种双模地铁式列车,由OLE和电池供电。列车通过无电流区段时使用自己的电池供电,或者在卡迪夫以南时使用内燃机。

间断电气化是一种创新的方法,需要进行复杂的计算,以确保设计能够满足列车在网络上的任何地方的电力需求。特别是,电力系统必须允许车载电池充电,以确保列车在通过无电流路段时不会失去电量。

然而,当Amey的牵引动力工程师开始设计具体方案时,他们发现市场上现有的第三方电力建模软件并不适合他们的需求。模型往往过于复杂,不容易适应新一代混合动力列车和Amey的智能电气化解决方案。

我们需要的是一个更简单、更实用、更专注的工具,让工程师能够快速、轻松地检查他们设计的可行性。Amey咨询高压牵引设计团队回到了基础,开发了一种软件工具,可以完全满足需求:允许工程师计算带有车载电池的列车在CVL网络中移动时的动态和电力需求。

该模型在推进CVL电气化方面已被证明是无价的,为告知和验证通常复杂的OLE提案提供了必要的支持。

随着方案的进展和不连续电气化概念的发展,该模型已被用于帮助决定需求的变化。它现在可以支持各种分析和“假设”场景,并已成为一种强大、适应性强且独特的工具。