Low-frequency Oscillation Source Location of Hub Traction Power Supply System Based on Inter-harmonic Transient Energy Flow

LI Yawen; TAO Haidong; HU Haitao; ZHU Jun; HE Xiangzhao; FU Qi; ZHANG Yingwen

doi:10.7500/AEPS20241122001

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Low-frequency Oscillation Source Location of Hub Traction Power Supply System Based on Inter-harmonic Transient Energy Flow

Basic Research | 更新时间：2025-09-25

- Low-frequency Oscillation Source Location of Hub Traction Power Supply System Based on Inter-harmonic Transient Energy Flow
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 18, Pages: 97-105(2025)
- 作者机构：
  
  1.西南交通大学电气工程学院，四川省成都市 611756
  2.中国铁路成都局集团有限公司，四川省成都市 610082
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(U24A20150);Sichuan Provincial Natural Science Foundation of China(2025ZNSFSC0446);Fundamental Research Funds for the Central Universities(2682024CX040)
- DOI：10.7500/AEPS20241122001
  CLC：
- Received：22 November 2024，
  
  Revised：2025-03-20，
  
  Published Online：14 July 2025，
  
  Published：25 September 2025
- 稿件说明：
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李亚雯,陶海东,胡海涛等.基于间谐波暂态能量流的枢纽型牵引供电系统低频振荡源定位[J].电力系统自动化,2025,49(18):97-105.

LI Yawen,TAO Haidong,HU Haitao,et al.Low-frequency Oscillation Source Location of Hub Traction Power Supply System Based on Inter-harmonic Transient Energy Flow[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(18):97-105.
李亚雯,陶海东,胡海涛等.基于间谐波暂态能量流的枢纽型牵引供电系统低频振荡源定位[J].电力系统自动化,2025,49(18):97-105. DOI： 10.7500/AEPS20241122001.

LI Yawen,TAO Haidong,HU Haitao,et al.Low-frequency Oscillation Source Location of Hub Traction Power Supply System Based on Inter-harmonic Transient Energy Flow[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(18):97-105. DOI： 10.7500/AEPS20241122001.

摘要

快速准确地实现“多车共网”的振荡源定位对于枢纽型牵引供电系统的振荡防治具有重要意义。文中提出了基于间谐波暂态能量的枢纽型牵引供电系统低频振荡源定位方法。首先，基于机车并网节点划分子系统，并推导了基于端口数据的子系统间谐波暂态能量计算公式，证明了子系统间谐波暂态能量流方向是判断该子系统是否为低频振荡源的重要条件。然后，基于傅里叶分析方法提取端口模态信息，计算间谐波暂态能量，通过监测各子系统的间谐波暂态能量流方向实现振荡源的定位。最后，构造了枢纽型牵引供电系统负阻尼类型的低频振荡场景，结合牵引供电系统机车动态移动及工况时变的特性，分析了机车工况以及位置对振荡源定位结果的影响，并结合现场实测数据，验证了所提方法的有效性。

Abstract

The fast and accurate oscillation source location of “multi-locomotive network” is of great significance for the oscillation prevention and control of the hub traction power supply system. This paper proposes a low-frequency oscillation source location method of hub traction power supply systems based on inter-harmonic transient energy. First

the subsystem is divided based on the locomotive grid-connected node

and the calculation formula for the subsystem inter-harmonic transient energy is derived by using port data. It is proven that the direction of subsystem inter-harmonic transient energy flow is an important condition to judge whether the subsystem is a low-frequency oscillation source. Then

based on the Fourier analysis method

the port modal information is extracted to calculate the inter-harmonic transient energy. The oscillation source is located by monitoring the inter-harmonic transient energy flow direction of each subsystem. Finally

the low-frequency oscillation scenario of the negative damping type of the hub traction power supply system is constructed. Combined with the dynamic movement of the traction power supply system and the time-varying characteristics of the working conditions

the influence of the locomotive working conditions and position on the oscillation source location results is analyzed. Combined with the on-site measured data

the effectiveness of the proposed method is verified.

关键词

Keywords

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