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原文传递一种基于在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理方法

专利名称：	一种基于在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理方法
摘要：	本发明公开一种基于在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理方法，包括步骤：S100,获取混合储能式有轨电车系统工况；S200,根据时刻点对工况进行分段处理；S300,对每个工况段根据在线凸规划模型求解，获得混合储能式有轨电车系统每一时刻的最优输出功率比；S400,根据所获得的最优输出功率比，对混合储能式有轨电车系统进行能量分配。本发明基于储能元件当前状态的进行动力源输出功率最优分配，从而实现混合储能式有轨电车高能量效率和低运行成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	中车唐山机车车辆有限公司
发明人：	潘硕;时方力;戴朝华;郭爱
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910232616.4
公开号：	CN109849694A
代理机构：	成都帝鹏知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	李华
分类号：	B60L50/40(2019.01);B;B60;B60L;B60L50
申请人地址：	064000 河北省唐山市丰润区厂前路3号
主权项：	1.一种基于在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理方法，其特征在于，包括步骤： S100，获取混合储能式有轨电车系统工况； S200，根据时刻点对工况进行分段处理； S300，对每个工况段根据在线凸规划模型求解，获得混合储能式有轨电车系统每一时刻的最优输出功率比； S400，根据所获得的最优输出功率比，对混合储能式有轨电车系统进行能量分配。 2.根据权利要求1所述的一种基于在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理方法，其特征在于，在所述步骤S200中，根据时刻点对工况进行分段处理时，将有轨电车运行工况以时刻点离散为N个阶段，并且每个阶段等距分布。 3.根据权利要求1所述的一种基于在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理方法，其特征在于，所述在线凸规划模型的处理方法，包括步骤： S301，采集k时刻的锂离子电池和超级电容的SOC参数； S302，以k时刻SOC参数求解，得到k+1时刻优化目标函数所需要的状态参数； S303，根据目标函数求解得到k+1时刻下使得混合储能式有轨电车系统效率η(k+1)最大的最优输出功率比h(k+1)； S204，混合储能式有轨电车系统根据求解得到的最优输出功率比h(k+1)进行能量分配。 4.根据权利要求3所述的一种基于在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理方法，其特征在于，结合约束条件、目标函数和优化变量获得混合储能式有轨电车系统的在线凸规划模型为： minC＝(h Preq(t) SOCbat(t) SOCsc(t))；其中：所述优化变量包括最优输出功率比h、锂离子电池的荷电状态SOCbat和超级电容的荷电状态SOCsc； h∈[hmin，hmax]， SOCbat(t)∈[SOCbat_min，SOCbat_max] SOCsc(t)∈[SOCsc_min，SOCsc_max]； Pbat(t)＝Preq(t)/(1+h) Psc(t)＝Preq(t)·h/(1+h)；式中：Preq为有轨电车的负载功率，Pbat是锂离子电池的输出功率，Psc是超级电容的输出功率；SOCbat_min是锂离子电池最小荷电状态值，SOCbat_max是锂离子电池最大荷电状态值，SOCsc_min是超级电容最小荷电状态值，SOCsc_max是超级电容最大荷电状态值。 5.根据权利要求4所述的一种基于在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理方法，其特征在于，以混合储能式有轨电车系统的每一时刻的系统效率η(t)为所述凸规划模型的优化目标，即： 6.根据权利要求5所述的一种基于在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理方法，其特征在于，所述约束条件根据混合储能式有轨电车系统拓扑、锂离子电池以及超级电容的参数得到约束方程：式中，Preq为有轨电车的负载功率，Pbat是锂离子电池的输出功率，Psc是超级电容的输出功率；Pbat_min是锂离子电池最小输出功率，Pbat_max是锂离子电池最大输出功率，Psc_min是超级电容最小输出功率，Psc_max是超级电容最小输出功率；SOCbat_min是锂离子电池最小荷电状态值，SOCbat_max是锂离子电池最大荷电状态值，SOCsc_min是超级电容最小荷电状态值，SOCsc_max是超级电容最大荷电状态值。 7.根据权利要求1所述的一种基于在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理方法，其特征在于，在所述步骤S400中，对混合储能式有轨电车系统进行能量分配，包括步骤：混合储能式有轨电车系统按照在线凸规划模型求解得到的最优动力源输出功率比，对每一时刻计算出的最优输出功率比在线进行分配。
所属类别：	发明专利