[發明專利]軌道交通牽引供電系統及其控制方法、系統及相關組件

有效

• 申請號: 202011147149.4
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112350326B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 徐紹龍;饒沛南;陳潔蓮;張敏;王雄;翁星方;尹維恒;陳廣贊;李紅波;胡平;蔡宇峰;陶洪亮;吳雪峰
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/28;H02J3/01;H02J3/18;H02J5/00;B60L9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉翠香

1.一種軌道交通牽引供電系統，其特征在于，包括：高壓交流供電母線、多個雙向變流器、為列車供電的直流供電母線、多組站內設備；

每個所述雙向變流器的一端均與所述高壓交流供電母線連接，另一端均與所述直流供電母線連接；

每組所述站內設備均與所述高壓交流供電母線連接；

所述軌道交通牽引供電系統還包括與所述直流供電母線連接的儲能設備；

所述軌道交通牽引供電系統還包括ECMS，用于執行以下步驟：

構建所述軌道交通牽引供電系統的算法模型；

獲取所述軌道交通牽引供電系統的電氣狀態信息；

利用所述算法模型和所述電氣狀態信息進行最優潮流計算，并向多個所述雙向變流器輸出控制信號，所述最優潮流計算具體為使用picard迭代法或塊追趕法對所述算法模型的節點導納方程進行求解以確定當前網絡潮流狀態的算法；

所述利用所述算法模型和所述電氣狀態信息進行最優潮流計算，并向多個所述雙向變流器輸出控制信號之前，還包括：

通過ATS獲取所述列車的車輛運行信息，所述車輛運行信息包括運行速度和運行功率；

所述利用所述算法模型和所述電氣狀態信息進行最優潮流計算，并向多個所述雙向變流器輸出控制信號的過程，包括：

根據所述車輛運行信息得到車輛預測位置；

利用所述算法模型、所述電氣狀態信息、所述車輛運行信息和所述車輛預測位置，按照所述列車的就近供電原則進行最優潮流計算，并向多個所述雙向變流器輸出控制信號，以使所述列車按預設節能曲線運行；

所述構建所述軌道交通牽引供電系統的算法模型的過程，包括：

將所述雙向變流器等效為串聯的等效內電阻和理想電壓源；

將所述列車等效為受控電流源；所述受控電流源的功率根據所述列車的車輛運行信息確定；

所述利用所述算法模型和所述電氣狀態信息進行最優潮流計算，并向多個雙向變流器輸出控制信號的過程，具體包括：

利用所述算法模型和所述電氣狀態信息進行潮流計算，確定當前算法模型的網絡潮流狀態；

根據所述網絡潮流狀態及系統優化目標函數，確定所述控制信號；

向多個所述雙向變流器輸出所述控制信號，以使所述軌道交通牽引供電系統達到系統優化目標函數的目標；

所述系統優化目標函數包括：

系統有功功率最小目標函數minP_ActiveP＝∑Real(U_er,iI_er,i)+∑Real(U_DG,iI_DG,i)；

其中，U_er,i和I_er,i分別為第i個雙向變流器的支路端口電壓和電流，U_DG,i和I_DG,i分別為第i個分布式電源的端口電壓和電流，Real為各支路復功率的有功部分，minP_ActiveP為系統有功功率最小值；

和/或，

系統損耗最小目標函數

其中，U_er,i和R_er,i分別為第i個雙向變流器的支路端口電壓和內阻，U_j為第j列列車與牽引供電系統連接點的電壓值，R_j為第j和j+1輛列車間的線路等效電阻，U_DG,i和R_DG,i分別為第i個分布式電源的支路端口電壓和內阻，U_es,i和R_es,i分別為儲能支路的端口電壓和內阻，minP_loss為系統損耗最小值；

和/或，

系統最大需量最小目標函數minP_Peak＝P_Peak0-P_{es_dem}-P_load-dem；

其中，P_Peak為系統最大需量，P_Peak0為采取措施前的最大需量，P_{es_dem}和P_load-dem分別為尖峰時段通過儲能和可調負荷削減的最大需量；

和/或，

系統運行成本最小目標函數。

2.根據權利要求1所述軌道交通牽引供電系統，其特征在于，還包括：

與所述高壓交流供電母線連接的新能源發電系統。