[發明專利]一種虛擬軌道交通列車分布式電源系統及匹配控制方法

有效

• 申請號: 201810417560.5
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108454449B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 戴朝華;李密;陳維榮;郭愛;劉正杰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B60L50/00
• 分類號: B60L50/00;B60L15/00
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本發明公開一種虛擬軌道交通列車分布式電源系統及匹配控制方法，屬于軌道交通列車技術領域，根據線路情況和車輛參數，計算不同車廂的行駛工況；根據所述行駛工況與約束條件對分布式電源系統中各分布式儲能包進行匹配優化，獲得匹配方案；根據匹配結果制定分布式電源系統控制策略，并通過列車能量管理控制器與儲能包管理系統控制列車分布式電源系統的能量輸出。本發明能夠實現虛擬軌道列車靈活編組組合，提高供電可靠性和應急供電能力。

技術領域

本發明屬于軌道交通列車技術領域，特別是涉及一種虛擬軌道交通列車分布式電源系統及匹配控制方法。

背景技術

虛擬軌道交通無需鋪設實體軌道和設置候車站臺，既有城市公交控制靈活的特點又有地鐵、輕軌等城市軌道交通運量大的特點，完美結合了兩者的優勢。靈活編組運輸組織是指根據城市軌道交通在不同區段、時段下的客流特征，在保證較高列車服務頻率的條件下，通過在車輛段或車站靈活改變列車編組長度來實現客流需求和運力最佳協同的運輸組織技術，是用于解決其時間分布不均衡性的重要運輸組織模式之一。然而目前國內對靈活編組虛擬軌道交通列車研究相對較少，無接觸網靈活編組虛擬軌道交通列車電源空間分布與匹配制約著虛擬軌道列車編組限制。因此本發明提出一種靈活編組虛擬軌道交通列車分布式電源系統空間拓撲及匹配與控制方法，可解決虛擬軌道靈活編組列車電源系統空間結構構造問題。

目前國內外還未見基于活編組虛擬軌道交通列車分布式電源系統空間拓撲結構，現有的電源系統存在無牽引網列車編組限制較大，電系統的穩定性和安全性較差。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種虛擬軌道交通列車分布式電源系統及匹配控制方法，提出了分布式電源系統拓撲方案，使得考慮列車編組情況時可以靈活編組，不用局限于特定編組方式；能夠實現虛擬軌道列車靈活編組組合，提高供電可靠性和應急供電能力。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種虛擬軌道交通列車分布式電源系統的匹配控制方法，包括步驟：

S11，根據線路情況和車輛參數，計算不同編組列車的正常與應急行駛工況；

S12，根據所述行駛工控對分布式電源系統中動車部和各拖車部進行匹配，獲得匹配方案；

S13，根據分布式電源匹配方案制定控制策略，控制列車各分布式電源系統的運行狀態。

進一步的是，步驟S11中，通過線路情況與不同編組列車車輛參數，計算列車正常與應急狀態下的行駛工況。

進一步的是，步驟S12中，根據列車工況與約束條件對不同分布式電源系統的匹配方案：根據不同列車正常與應急狀態下運行線路的運行工況，以正常行駛與應急情況下分布式電源系統不同放電倍率和放電深度、功率、能量及電壓為約束條件，以體積重量和全壽命周期內成本為最優化目標，基于Parato最優化理論，確定分布式電源系統數目，并得出成本與體積重量協調最優的各分布式電源系統中儲能元件串并聯拓撲參數，得到優化匹配方案。

進一步的是，步驟S12中，根據列車工況與約束條件對不同分布式電源系統的匹配方案，包括步驟：

S121，根據車廂節數，確定分布式電源系統需要負載全線路運行電能需求，計算分布式電源系統對應全線路工況；

S122，基于所述全線路工況對分布式電源系統，進行計算動力性能匹配對于儲能元件數量匹配，定義單個儲能包儲能元件數量為b_i；

所述約束條件包括能量約束、電壓約束、系統成本最小和系統重量最小；

滿足約束條件如下：

對于b_i，需滿足：

b_i×m_b≤m_maxi；