[發明專利]一種含再生制動過程的軌道列車簡化牽引計算的方法

在審

• 申請號: 201410380386.3
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN104129378A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 唐萍;張鑫;李曉輝;時燕新;李國棟;陳亮;林永峰;張國強
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: B60T8/172
• 分類號: B60T8/172
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明屬于城市軌道交通領域，尤其涉及一種含再生制動過程的軌道列車簡化牽引計算的方法。

背景技術

隨著我國城市規模的不斷擴大、城市人口密度的不斷增加，人們對交通的需求日益提高，城市軌道交通以其方便、快捷、運量大等諸多優點，近年來在我國得到了迅速的發展。然而，城市軌道交通的建設難度大、成本高、周期長。城市軌道列車牽引計算是城市軌道交通建設的一個重要環節，能夠為建設和運行中的一系列問題提供理論依據和參考。

城市軌道列車以電力牽引為主，由于其運行區間較短，列車起動制動頻繁，傳統的列車制動技術依靠閘瓦機械制動，在制動過程中浪費了大量的能量。近年來，隨著再生制動技術的應用，城市軌道交通的能量利用率得到了很大提升，同時也帶來了牽引網直流母線電壓升高的問題。為了研究再生制動模式下的牽引網直流母線電壓變化情況，必須對含再生制動過程的軌道列車進行牽引計算，得到列車在運行過程中與牽引網之間的電流和能量的交換，從而為牽引供電計算和再生制動裝置的容量設計提供基礎。現有的牽引計算的方法大多數由專門的設計院開發，主要用于解算列車的運行圖、運輸能力等，缺少專門的針對再生制動的牽引計算的方法。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術缺少針對再生制動牽引計算方法的問題，提供了一種含再生制動過程的軌道列車簡化牽引計算的方法。

本發明是這樣實現的，一種含再生制動過程的軌道列車簡化牽引計算的方法包括：步驟1、輸入列車牽引計算的必要數據和參數；步驟2、對初始數據和參數進行簡化處理，便于進行計算機存儲和運算；步驟3、進行牽引計算，具體包括：加速過程、勻速過程和制動過程的牽引計算；步驟4、輸出結果，具體包括：牽引計算結果和牽引供電結果。

進一步，所述步驟1輸入列車牽引計算的必要數據和參數，包括列車的各種運行曲線，如牽引力曲線、阻力曲線(阻力經驗公式)、制動力曲線等，列車的質量，最大運行速度，停站數量和站間距等。

進一步，所述步驟2對初始數據和參數進行簡化處理，便于進行計算機存儲和運算，可以將列車的各種運行曲線進行線性化，或者對關鍵點進行選取。

進一步，所述步驟3進行牽引計算，其具體步驟包括：

①加速過程：在加速階段，列車從靜止開始，按照其牽引力曲線所提供的最大牽引力進行加速，直至達到由最大牽引力、安全運行速度或其他因素。所限制的最大運行速度，則加速過程結束，進入勻速過程；同時也存在這樣的情況：當站間距較短時，列車還未加速達到最大運行速度，就要開始進行制動，因此，在加速過程中，計算當前速度對應的制動點，將此制動點與運行點進行比較，若運行點超過此制動點，則直接進入制動過程；

②勻速過程：當列車運行的阻力≥牽引力時，或者當列車速度達到最大連續運行速度vm后，列車不再加速，進入勻速運行狀態，由勻速運行速度來計算列車需要在停站前多少距離開始進行制動，即解算列車的制動點；

③制動過程：當列車達到制動點后，以最大制動力進行再生制動，直到進站。

進一步，所述步驟4輸出結果，輸出的結果包括：

①牽引計算結果：主要是列車運行過程中的物理量變化情況，包括列車的運行速度、距離、加速度和時間曲線等；

②牽引供電結果：主要是列車運行過程中的電氣量變化情況，包括列車的電流、功率曲線等；

輸出結果可以以圖表的形式直觀反映出來，也可以以數組的形式進行存儲或與其他程序進行交互。

本發明通過采用線性化和分段線性化，合理簡化了牽引計算的過程，注重對列車進行再生制動過程中的電氣量變化進行解算；為含再生制動過程的牽引計算提供了簡單實用的程序化實現方法，便于分析列車進行再生制動過程中對牽引網回饋的電流和功率，從而為計算牽引網電壓變化情況提供基礎，為再生制動技術提供理論參考數據；牽引計算結果能夠方便與其他程序進行交互和數據共享，能夠為其他程序提供必要的數據分析。本發明能夠減少占用計算機資源，對牽引計算的原始數據要求較低，只需要少量的必要原始數據就能夠進行牽引計算。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的含再生制動過程的軌道列車簡化牽引計算的方法流程圖；

圖2是本發明實施例提供的含再生制動過程的軌道列車簡化牽引計算的方法實施例1的流程圖；

圖3是本發明實施例提供的含再生制動過程的軌道列車簡化牽引計算的方法用M語言實現的流程圖；

圖4是本發明實施例提供的《北京地鐵15號牽引計算報告》牽引力曲線；

圖5是本發明實施例提供的《北京地鐵15號牽引計算報告》制動力曲線；