[發明專利]地面儲能裝置等效建模的方法、裝置、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 201711057757.4
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN109753666A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 張杰;陳高華;張志學;張朝陽;張鐵軍;張宇;陳柳松;應婷;陳華國;陳廣贊
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種地面儲能裝置等效建模的方法、裝置、設備以及計算機可讀存儲介質，包括：獲取地面儲能裝置的實際測量值；調用預設的等效模型、等效參數以及預設等效條件之間的對應關系，所述預設等效條件依據所述地面儲能裝置的參數值設置得到；當所述實際測量值符合所述預設等效條件時，根據所述對應關系，建立所述地面儲能裝置的等效模型，確定所述地面儲能裝置的等效參數。本發明所提供的方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質可以在不影響計算精度的前提下，降低地面儲能設備等效建模的難度。

技術領域

本發明涉及城市軌道交通制動系統領域，特別是涉及一種地面儲能裝置等效建模的方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

城市軌道交通列車的制動系統包括電制動和機械制動。當列車開始制動時，通常采用電制動，牽引電機由電動機狀態轉換成發電機狀態，將車輛行進的動能轉換成電能產生制動力。當速度降到一定值時，再由電制動換成機械制動。采用電制動，將再生的能量反饋到直流牽引網，供其它列車使用，稱為再生制動。但是這部分電能一般不能完全被線路上其他正在運行的車輛吸收，而這部分多余電能會引起直流牽引網電壓的升高。直流牽引網電壓升高到一定程度，其結果可能是災難性的。為此需要裝設再生制動能量利用裝置，將多余的再生制動能量吸收或回饋，從而將電網電壓控制在額定值。

目前再生制動能量利用裝置主要有三種：制動電阻、地面回饋裝置、儲能裝置。制動電阻將剩余再生制動能量通過熱能消耗，這種處理方式不僅造成了能量的大量浪費，同時滯留在列車或隧道的熱能增加了環控系統的壓力。城市軌道交通由于其運量大，站間距短，車輛啟動、制動頻繁，消耗在制動電阻上的能量十分可觀。地面回饋裝置在牽引變電所安裝，與直流牽引網相連，將剩余的再生制動能量逆變成交流，經隔離變壓器輸入到35kV城市軌道中壓環網或400V車站用電系統。地面儲能裝置中，儲能元件經過雙向DC/DC變換器和牽引網并聯。地面儲能裝置以牽引網網壓為判據，通過充、放電來存儲和再利用制動能量，穩定牽引網網壓。地面回饋裝置能量回饋效率高，兼具無功補償功能，綜合性價比較高，但是再生制動能量的短時沖擊，仍有可能逆功率注入110kV電力系統PCC。儲能裝置在直流牽引側利用剩余再生制動能量，兼具穩定牽引網網壓功能，但儲能裝置成本較高，體積較大。這兩種技術各有優勢，都具有發展前景和推廣趨勢。

地面儲能裝置是近年來研究的熱點，國內對地面儲能裝置的研究主要集中在裝置本身的控制策略、主電路拓撲結構、傳輸特性、電能質量控制等，而對其在牽引供電系統潮流仿真分析中的建模研究相較甚少。地面儲能裝置的牽引供電系統建模與潮流分析仿真，是完成相關牽引供電計算、地面儲能裝置的位置、容量、數量等方案優化和能量反饋效果評估等研究工作的基礎。

國內對地面儲能裝置的研究主要集中在裝置本身的控制策略、主電路拓撲結構、傳輸特性、電能質量控制等，而對其在牽引供電系統潮流仿真分析中的等效建模研究相較甚少。傳統的地面儲能裝置數學建模方法是根據地面儲能裝置的主電路、控制策略，深入研究其電氣耦合關系，列寫大量的微積分方程，并逐一推導其數學模型，最后選擇合適的算法進行解算。該方法建立的模型較為精確，但存在以下問題：需要深入研究地面超級電容儲能裝置各電氣量的耦合關系，建模難度大；需全面了解主電路拓撲結構、控制策略，并獲取詳盡的參數；算法組織復雜；數學模型推導繁瑣、工作量大；非線性方程組解算容易發散，且耗時較長等。

綜上所述可以看出，如何在不影響精度的前提下降低等效建模的難度是目前有待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種地面儲能裝置等效建模的方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質，以解決現有技術中地面儲能裝置等效建模難度大的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種地面儲能裝置等效建模的方法，包括：獲取地面儲能裝置的實際測量值；調用預設的等效模型、等效參數以及預設等效條件之間的對應關系，所述預設等效條件依據所述地面儲能裝置的參數值設置得到；當所述實際測量值符合所述預設等效條件時，根據所述對應關系，建立所述地面儲能裝置的等效模型，確定所述地面儲能裝置的等效參數。