[發明專利]一種應用在地鐵雙向變電站外特性斜率的模糊控制方法

在審

• 申請號: 202010694698.7
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN112099342A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李彬;趙亞杰
• 申請（專利權）人: 安徽能匯軌道交通技術有限公司;馬鞍山經濟技術開發區建設投資有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 胡文強

本發明涉及城市軌道交通再生制動能量利用技術領域，且公開了一種應用在地鐵雙向變電站外特性斜率的模糊控制方法，其特征是按以下步驟進行：①首先提出三個概念，即分配功率、近區交互功率與遠區交互功率；②計算近、遠區交互功率的過程；③設計模糊控制算法；④以近、遠區交互功率為模糊控制算法的輸入，雙向變電站的斜率為模糊控制法的輸出；⑤應用在全部使用雙向變電站的線路上，實現雙向變電站斜率的協調控制。本發明應用于全線路使用雙向變電站的線路上，實時測量線路上列車的位置和功率，動態的調節線路上雙向變電站的輸出外特性斜率，實現提高列車在直流側進行功率交互的概率，同時穩定住直流電壓的效果。

技術領域

本發明涉及城市軌道交通再生制動能量利用技術領域，具體為一種應用 在地鐵雙向變電站外特性斜率的模糊控制方法。

背景技術

城市軌道交通具有節能環保、安全可靠等優點，但隨著城市軌道交通路 網規模的擴大以及客運量的劇增，城市軌道交通的能源消耗總量也在快速增 長，根據中國城市軌道交通協會的統計，截至2015年末，中國城市軌道交通 運營總里程3293km，截至2019年底，總里程更是達到了5761.4km，城市軌 道交通車輛均是依靠電能驅動，對電能的需求量非常龐大，故對軌道交通系 統進行節能改造具有重大意義。

目前比較流行的方案是PWM變流器與二極管整流器并聯的混合型拓撲方 案，這種方案保留了原有的二極管整流電路作為牽引供電回路，再并聯PWM 變流器作為再生制動能量逆變回饋回路，這種混合型PWM方案在北京、重慶、 天津、南京、青島，廈門，廣州，昆明等城市的地鐵中有應用，此拓撲結構 能將原有的二極管整流電路利用起來，很適合既有線的升級改造。

由于目前電網公司的計費規則，地鐵公司不會從逆變回電網的電能中獲 得收益，因此提高列車的功率交互概率可以使制動車產生的電能盡可能的傳 給牽引車，這可以顯著的降低地鐵公司的用電量，列車的功率交互可以在直 流側進行也可以在交流側進行，但是在交流側進行能量交互會有如下的問題：

1.如今變電站交流側的供電方式分為集中供電方式和分散供電方式兩 種，如果地鐵使用集中供電方式，則變電站的交流側是連在一起的，可以在 交流側進行功率交互。但是如果地鐵使用分散式供電方式，則變電站的交流 側并不連在一起，也就無法在交流側進行能量交互。

2.功率如果在交流側進行交互，則制動車電能需要進行DC-AC到交流側， 然后再經過AC-DC到直流側的牽引車，電能經過了兩次變換，其中的電能損 耗肯定也不小。

因此在直流側提高列車功率交互概率會比交流側更有優勢，目前只有很 少的人對這種雙向變電站輸出的外特性進行了研究，為此，我們提出一種應 用在地鐵雙向變電站外特性斜率的模糊控制方法來解決上述問題。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種應用在地鐵雙向變電站外特性 斜率的模糊控制方法，具備利用雙向變電站直流電壓可調的優勢，提高列車 在直流側進行功率交互的概率，同時穩定住直流電壓等優點，解決了背景技 術中所提出的問題。

(二)技術方案

為實現上述利用雙向變電站直流電壓可調的優勢，提高列車在直流側進 行功率交互的概率，同時穩定住直流電壓的目的，本發明提供如下技術方案： 一種應用在地鐵雙向變電站外特性斜率的模糊控制方法，其特征是按以下步 驟進行：

步驟1)首先提出三個概念，即分配功率、近區交互功率與遠區交互功率， 首先是分配功率的概念，選取一個變電站及其左右區間以變電站(7)為例， 計算變電站分配功率的核心思想是列車離哪個變電站越近，則按比例分配的 功率越多,P_SL、P_SM、P_SR分別代表左變電站、中間變電站、右變電站的分配功 率，由式(1)至(3)計算得到。