[發明專利]一種軌道交通的供電網潮流計算方法

在審

• 申請號: 201710081028.6
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106655196A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 白王軍;胡林;費永霞;陳志軍
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 連圍

技術領域：

本發明涉及網潮流計算技術領域，更具體的說涉及一種關于軌道交通的供電網潮流計算方法。

背景技術：

城市軌道交通直流牽引網潮流計算方法可分為兩種：基于恒電流源機車模型的線性系統潮流計算方法和基于恒功率源機車模型的非線性系統潮流計算方法。由于機車按恒電流源建模不能計及相鄰機車取流的相互影響，基于恒功率源的機車模型在直流牽引供電仿真中更接近真實情況，因此，現在大部分直流牽引供電計算軟件采用恒功率源機車模型。但此模型會使潮流方程非線性化，因此要用迭代的方法求解。當用迭代算法計算考慮再生制動的牽引網潮流時，情況將變得復雜，系統中過剩的再生制動能量導致城軌直流牽引網潮流計算無法收斂。因此，針對現有技術中過剩的再生制動能量導致城軌直流牽引網潮流計算無法收斂的問題予以改進。

發明內容：

本發明的目的就是針對現有技術之不足，提供一種軌道交通的供電網潮流計算方法，其通過電源修正模型表示過電壓再生制動機車，提出一種修改內阻的迭代方法，從而保證了潮流計算的收斂性。

本發明的技術解決措施如下：

一種軌道交通的供電網潮流計算方法，包括以下步驟，

a)將牽引所初始狀態設置為Swith on，機車初始模型為恒功率源，初始電壓為系統空載電壓；

b)利用電流矢量迭代法求出節點電壓方程的解；

c)對牽引所直流母線電壓和再生制動機車電壓進行檢驗，若再生制動機車電壓大于U_max或牽引所直流母線電壓大于U₀+β，程序將會自動修改模型，將電壓越限的再生制動機車用電源修正模型代替，修改完模型后，程序再次求解新的節點電壓方程，直到任意節點電壓都不越限為止；

d)將每輛再生制動機車功率與其可用的制動功率比較，按照制定的限值條件修改機車模型；

e)結束計算。

作為上述技術方案的優選，所述的步驟c)中的電源修正模型通過戴維南定理等效為電流源與內阻的并聯形式。

作為上述技術方案的優選，所述的步驟d)中制定的限值條件為，

(1)P_Brake≤P^(k)，制動功率小于牽引網需求功率，由于電源修正模型向牽引網注入功率P^(k)時，輸出電壓不可能超過U_max，因此機車向牽引網注入功率P_Brake時，電壓也不會越限，這時應將再生制動機車模型改回恒功率源，保證該車的全部制動能量作為再生能量注入電網；

(2)P_Brake>P^(k)，制動功率大于牽引網需求功率，此時機車制動能量過剩，多余的能量應被制動電阻吸收。制動電阻投入的條件為機車電壓達到U_max，對機車電壓進行檢驗，如果U>U_max-α(α取為1V)，那么此結果符合要求，計算結束；否則，就需要減小內阻，使電壓提高到U_max-α以上。

本發明的有益效果在于：采用電源修正模型表示過電壓再生制動機車，電源修正模型由理想電壓源和可調內阻串聯而成，用迭代方法調整內阻值，可以使制動能量過剩的機車電壓快速逼近機車最大允許電壓值，迫使制動電阻投入吸收過剩的制動能量，使得制動能量過剩的機車電壓快速達到了使制動電阻投入的電壓水平，直流牽引網潮流計算能夠可靠收斂。

附圖說明：

圖1為本發明的計算方法的流程圖。

具體實施方式：

實施例：以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。

見圖1所示，一種軌道交通的供電網潮流計算方法，包括以下步驟，

a)將牽引所初始狀態設置為Swith on，機車初始模型為恒功率源，初始電壓為系統空載電壓；

b)利用電流矢量迭代法求出節點電壓方程的解；

c)對牽引所直流母線電壓和再生制動機車電壓進行檢驗，若再生制動機車電壓大于U_max或牽引所直流母線電壓大于U₀+β，程序將會自動修改模型，將電壓越限的再生制動機車用電源修正模型代替，修改完模型后，程序再次求解新的節點電壓方程，直到任意節點電壓都不越限為止；

d)將每輛再生制動機車功率與其可用的制動功率比較，按照制定的限值條件修改機車模型；

e)結束計算。