[發明專利]一種基于多目標遺傳算法的新能源車載儲能優化控制方法

在審

• 申請號: 201811276134.0
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109376437A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 綦芳;黃文杰;胡基貴;林業;趙正虎;潘夏寧;張弛
• 申請（專利權）人: 中車南京浦鎮車輛有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 蔡晶晶

本發明基于多目標遺傳算法的新能源車載儲能優化控制方法，步驟包括：建立車載儲能系統的控制策略庫；建立車輛儲能系統的特征數據模塊；建立多因素耦合下儲能系統的評價模塊，評價當前控制策略在全壽命周期下的優劣性；采用多目標遺傳算法對各控制策略進行節能優化，通過對比分析各控制策略的效果，得到多因素耦合下的新能源車載儲能的最優控制策略。本發明在乘客舒適度得到保障條件下，設計的速度命令可實現牽引節能；最終設計得到的速度命令達到非支配標準的要求，對基于時間均勻分布標準和能耗靈敏度標準的決策十分有利；針對多種儲能系統控制策略下的速度命令進行節能優化，通過對比分析其效果，可以得到車載儲能系統的最優控制策略。

技術領域

本發明涉及城市軌道交通技術領域，特別是一種城市軌道交通新能源車載儲能優化控制方法。

背景技術

隨著綠色出行理念日漸深入人心，新能源有軌電車得到了快速的推廣，但是新能源車輛儲能系統和運行控制沒有綜合考慮儲能系統使用壽命、能量利用效率和車輛運行能耗。目前，新能源有軌電車的研究熱點在于運用計算機輔助決策得到兼顧多目標的車載儲能系統優化控制方法。

目前對車載儲能系統優化控制方法的研究，主要集中于提升儲能系統的利用率，即在滿足線路正常運行的情況下，盡可能地提升儲能系統的利用率。主要體現在仿真建模的過程中以儲能系統的利用率為評價指標，編寫計算機輔助決策算法去優化控制策略。

現有新能源車輛的節能運行研究存在以下問題：(1)現有車載儲能系統的優化控制方法主要集中于提高儲能系統的能量利用率，并沒有兼顧儲能系統使用壽命、能量利用效率和車輛運行能耗；(2)沒有考慮到車載儲能系統控制策略對節能駕駛曲線的影響；(3)沒有通過數值方法在研究過程中對軌道、列車和駕駛模型進行簡化，無法對各車載儲能系統控制策略下列車的運行能耗進行精確計算。

發明內容

本發明的目的主要是針對上述現有技術的問題，提供一種基于多目標遺傳算法的新能源車載儲能優化控制方法。

為了解決以上技術問題，本發明提供的基于多目標遺傳算法的新能源車載儲能優化控制方法，包含以下步驟：

步驟1，建立車載儲能系統的控制策略庫；

步驟2，建立車輛儲能系統的特征數據模塊；

步驟3，建立多因素耦合下儲能系統的評價模塊，評價當前控制策略在全壽命周期下的優劣性；

步驟4，采用多目標遺傳算法對各控制策略進行節能優化，通過對比分析各控制策略的效果，得到多因素耦合下的新能源車載儲能的最優控制策略。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：

1、在乘客舒適度得到保障條件下，在設計速度命令時考慮了列車運行能耗和儲能系統控制策略，即設計的速度命令具有節能效果，可實現牽引節能；

2、將遺傳算法應用于速度命令設計，采用快速非支配排序算法、擁擠距離和擁擠度比較算子以及精英和適應度共享策略，使得最終設計得到的速度命令達到非支配標準的要求，同時求解得到均勻分布的解集，對基于時間均勻分布標準和能耗靈敏度標準的決策十分有利；

3、針對多種儲能系統控制策略下的速度命令進行節能優化，通過對比分析其效果，可以得到車載儲能系統的最優控制策略。

附圖說明

圖1是本發明基于多目標遺傳算法的新能源車載儲能優化控制方法模塊示意圖。

圖2是本發明中車載儲能系統運行仿真模塊示意圖。

圖3是本發明中NSGA-II求解速度命令Pareto解的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式做解釋說明。