[發(fā)明專利]一種減少地鐵牽引能耗的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410211784.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104192176A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王保堅(jiān);龐紹煌;梁強(qiáng)升;陳龍;謝小星;賴慶華;陳潤(rùn)恩;閆國(guó)琦;李君;武濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州市地下鐵道總公司
• 主分類號(hào): B61L27/00
• 分類號(hào): B61L27/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 羅毅萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，特別涉及一種減少地鐵牽引能耗的方法。

背景技術(shù)

地鐵具有快速、準(zhǔn)時(shí)、安全、占地少、污染小和運(yùn)量大等優(yōu)點(diǎn)，自1863年世界上首條地下鐵路系統(tǒng)在倫敦開(kāi)通以來(lái)，城市軌道交通系統(tǒng)逐漸成為西方發(fā)達(dá)國(guó)家很多城市的交通骨干。但是，地鐵牽引能源消耗總量過(guò)大是目前城市軌道交通面臨的一大問(wèn)題，其運(yùn)營(yíng)成本中有近40％左右來(lái)自于地鐵牽引能耗。因此，探索大幅降低城市軌道交通運(yùn)行能耗的方法，已成為保持城市軌道交通可持續(xù)發(fā)展必須解決的重要問(wèn)題之一。

地鐵全線在線列車處于頻繁啟動(dòng)/制動(dòng)狀態(tài)，目前城市軌道交通列車組普遍采用“再生互補(bǔ)利用制動(dòng)+再生電阻耗能制動(dòng)+機(jī)械制動(dòng)”的制動(dòng)方式，制動(dòng)再生能量可達(dá)到牽引能量的30％以上。其中，部分制動(dòng)再生的能量可以被線路上相鄰車輛吸收，或抵消本車其他用電設(shè)備用電；如再生能量太大，不能被吸收則轉(zhuǎn)換為熱電阻損耗，制動(dòng)能量被白白消耗。所以，可以通過(guò)調(diào)整地鐵運(yùn)行圖，增加地鐵列車能量對(duì)沖規(guī)模，使列車制動(dòng)時(shí)的再生能量與牽引時(shí)的吸收能量相互抵消(簡(jiǎn)稱能量對(duì)沖)，提高列車再生制動(dòng)能量吸收比例，是減少地鐵牽引能耗有效途徑之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種通過(guò)調(diào)整地鐵的列車調(diào)度運(yùn)行圖，實(shí)現(xiàn)增加能量對(duì)沖，減少地鐵牽引能耗的方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種減少地鐵牽引能耗的方法，包括下述步驟：

建立單個(gè)地鐵列車的單個(gè)站點(diǎn)運(yùn)行時(shí)的啟動(dòng)或制動(dòng)能量模型；

建立單個(gè)地鐵列車全天全線運(yùn)行的牽引能量模型；

建立全天全線地鐵列車的牽引能量模型；

調(diào)整列車調(diào)度運(yùn)行圖，增加能量對(duì)沖，實(shí)現(xiàn)減少地鐵牽引能耗；根據(jù)全天全線地鐵列車的牽引能量模型，通過(guò)實(shí)測(cè)每個(gè)地鐵列車在進(jìn)出每個(gè)站點(diǎn)的線網(wǎng)電壓函數(shù)、牽引逆變器線電流和啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，計(jì)算出全天全線列車啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的牽引能量變化情況。

在非高峰運(yùn)行區(qū)間，可以適當(dāng)降低列車運(yùn)行的限速值，來(lái)進(jìn)一步降低牽引能耗，實(shí)測(cè)證明具有一定的效果。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：

(1)本發(fā)明通過(guò)地鐵調(diào)度運(yùn)行圖，實(shí)現(xiàn)增加能量對(duì)沖，可以減少制動(dòng)電阻耗能，降低牽引能耗，并減少電網(wǎng)電壓波動(dòng)。

(2)本方法不增加硬件投入，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約地鐵列車牽引能耗，成本低，安全可靠。

附圖說(shuō)明

圖1是某兩站點(diǎn)之間列車運(yùn)行速度和牽引功率示意圖；

圖2是上行單列車運(yùn)行數(shù)據(jù)示意圖；

圖3是下行單列車運(yùn)行數(shù)據(jù)示意圖；

圖4是優(yōu)化前線網(wǎng)全天能耗變化情況示意圖；

圖5發(fā)車間隔調(diào)整尋優(yōu)過(guò)程的線網(wǎng)牽引能耗變化示意圖；

圖6是優(yōu)化后線網(wǎng)全天能耗變化情況示意圖；

圖7是典型區(qū)間不同限速情況下的實(shí)際速度曲線示意圖；

圖8是低峰區(qū)間不同限速值能耗情況示意圖；

圖9中峰區(qū)間不同限速值能耗情況示意圖；

圖10高峰區(qū)間不同限速值能耗情況示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

本發(fā)明實(shí)施例1的方法如下：

(1)建立單個(gè)地鐵列車的單個(gè)站點(diǎn)運(yùn)行時(shí)的啟動(dòng)/制動(dòng)能量模型：

啟動(dòng)時(shí)牽引能量模型為：QO(x)=∫toutxuidx---(a)]]>

式(a)中，Q_O(x)為啟動(dòng)過(guò)程吸引能量函數(shù)；u為線網(wǎng)電壓函數(shù)，通過(guò)實(shí)測(cè)獲得；i為牽引逆變器線電流，通過(guò)實(shí)測(cè)獲得，啟動(dòng)時(shí)為正；x為時(shí)間變量，定義域?yàn)閇t_out,t′_out]，列車在t_out時(shí)刻啟動(dòng)，在t′_out時(shí)刻加速完畢；