[發明專利]一種城市軌道交通節能優化方法及系統有效

申請號：	201410525025.3	申請日：	2014-10-08
公開（公告）號：	CN104260759A	公開（公告）日：	2015-01-07
發明（設計）人：	孫緒彬;董海榮;蔡虎;侯曉偉;張夢揚	申請（專利權）人：	北京交通大學
主分類號：	B61L23/00	分類號：	B61L23/00
代理公司：	北京正理專利代理有限公司 11257	代理人：	張雪梅
地址：	100044***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種城市軌道交通節能優化方法系統
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及軌道交通列車運行控制，特別是涉及一種城市軌道交通節能優化方法及系統。

背景技術

城市軌道交通系統作為一種大運量、高效率的運輸方式，承擔著城市客流運輸的重要任務，是城市交通系統中的重要組成部分。近年來，隨著城市化進程的加快，中國進入了城市軌道交通蓬勃發展的時期。作為城市“公交系統”的重要組成部分，城市軌道交通的安全、準點、舒適度和運行效率也是衡量其運營質量的重要指標，影響服務質量和運營成本高低。

能耗是城市軌道交通運營成本的重要組成部分，常用來衡量城市軌道交通系統的運行效率。城市軌道交通的系統運營效率問題既涉及節約能源、建設節約型城市的問題，又直接關系到城市軌道交通運營企業效益和市政府財政補貼的問題。因此，在當前我國建設節約型社會、節約型城市交通的背景下，研究城市軌道交通系統的能耗情況，并對其運行指標進行綜合優化便顯得尤為重要。

列車駕駛工況包括四：加速、巡航、惰行和制動。列車加速工況是指列車在牽引力作用下加速的工況；巡航工況是指列車保持勻速運行的工況；惰行工況是指列車無牽引力的情況下運行的工況；制動工況是指列車在制動力作用下減速的工況。

目前地鐵列車多采用再生制動和機械制動混合制動方式，當列車速度較高時通常采用再生制動，當列車速度較低再生制動力不足時，施加機械制動。再生制動可以把列車制動產生的能量進行回饋，除列車本身使用一部分外，其它的再生制動能量將反饋回電網。列車再生制動時產生的電能可以通過儲能裝置進行存儲，儲能裝置包括電容、飛輪和蓄電池等，儲能裝置雖然可以把列車再生制動的能量部分或全部存儲，但成本較高。

再生制動富余電能是指在指在列車再生制動產生的能量超超出同一供電區段內其它列車電能需求量的那部分再生制動能量，該部分能量可以通過供電區段的潮流計算獲得。

如果沒有儲能裝置，列車再生制動的富余電能需由列車本身或供電所的電阻耗散掉或者回饋至供電線路，回饋的方式僅限于有逆變裝置的條件下。如果本供電區段內沒有列車需要牽引供電或所需電量較小，那么再生制動回收的電能可能導致供電線路的電壓超限，此時必須通過電阻耗電穩定電壓。此時，再生制動的電能沒有得到利用。

目前除了上述儲能方式提高再生制動電能利用率外，還出現了通過列車時刻表優化，列車之間的牽引和制動的配對，實現多列車協同優化，以提高列車再生制動的使用效率。但列車牽引和制動配對方法并不能實現所有牽引和制動過程的配對，并且在無富余能量時無需牽引/制動配對。

因此，需要提供一種多車協同優化控制的方法，以實現列車再生制動富余能量全部或部分利用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種城市軌道交通節能優化方法及系統，以解決現有技術未能合理利用制動富余能量的問題，并實現多車協同優化控制，減少或消除再生制動富余能量的耗散，穩定供電區段電壓。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案一種城市軌道交通節能優化方法，該方法的步驟包括

S1、區域控制器根據當前控制區域內列車制動時間內的再生制動能量與同供電區段內其他列車該時段內計劃運行所需能量的差值，計算富余能量；

S2、若富余能量小于等于零時，則無需調整同供電區段內其他列車速度距離曲線，若富余能量大于零時，則區域控制器對富余能量進行分配執行步驟S3；

S3、同區段內其他列車根據所分配的富余能量計算惰行時間，并按照此惰行時間運行；

S4、區域控制器判斷未來T時間內是否有列車制動，如有，則重復步驟S1至S4，若無，則執行當前運行方案。

優選的，當前制動列車的制動時間內，同供電區段內的其他列車以惰行-加速-惰行的運行方式吸收當前制動列車的制動能量。