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原文传递城市轨道交通牵引供电系统及车-网配合参数优化方法

专利名称：	城市轨道交通牵引供电系统及车-网配合参数优化方法
摘要：	本发明属于牵引供电技术领域，涉及一种城市轨道交通牵引供电系统及车‑网配合参数优化方法，所述牵引供电系统包括：N个牵引所、直流接触网、交流电网、轨道和M个待试车辆。通过设置牵引所内中压能馈装置逆变电压启动阈值，将待试车辆再生制动产生的直流电能逆变成与所述第一交流电同幅值、同相位的交流电能，使列车再生制动能力最大程度发挥，并且实现线路损耗最小。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京交通大学
发明人：	陈杰;吕海臣;漆良波;刘志刚;郝峰杰;张钢;邱瑞昌;苏光辉;田雨;牟富强;魏路
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910175376.9
公开号：	CN110053521A
代理机构：	北京卫平智业专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	谢建玲;郝亮
分类号：	B60M1/12(2006.01);B;B60;B60M;B60M1
申请人地址：	100044 北京市海淀区上园村3号
主权项：	1.一种城市轨道交通牵引供电系统，其特征在于，包括：N个牵引所、直流接触网(50)、交流电网、轨道和列车；所述N个牵引所中至少一个为：带中压能馈装置的牵引降压变电所(20)；所述交流电网与N个牵引所的输入端连接；所述N个牵引所的输出端与直流接触网(50)连接，将交流电网的第一交流电进行降压和交直流转换，输出第一直流电至所述直流接触网(50)；所述列车与所述直流接触网(50)接触，并从所述直流接触网(50)上获得第一直流电，以使所述列车在所述第一直流电的驱动下在所述轨道上运行；所述带中压能馈装置的牵引降压变电所(20)包括：中压能馈装置(21)和至少一个整流机组(22)；所述交流电网与整流机组(22)的输入端连接；所述整流机组(22)的输出端与直流接触网(50)连接；所述整流机组(22)用于：对所述交流电网的第一交流电进行降压和交直流转换，输出第一直流电至所述直流接触网(50)；所述整流机组(22)包括：整流变压器；所述中压能馈装置用于：将所述列车进站制动时产生的直流电能逆变成与所述第一交流电同幅值、同相位的交流电能，输入至牵引所。 2.如权利要求1所述的城市轨道交通牵引供电系统，其特征在于：所述整流机组(22)为12脉波整流机组。 3.如权利要求1所述的城市轨道交通牵引供电系统，其特征在于：所述整流机组(22)为二极管整流机组。 4.一种城市轨道交通牵引供电系统车-网配合参数优化方法，应用于权利要求1-3任一权利要求述的城市轨道交通牵引供电系统，其特征在于，包括以下步骤： S1、种群初始化假设在城市轨道交通牵引供电系统中，包括：牵引所1,牵引所2,牵引所3,…,牵引所i,…,牵引所j,…,牵引所m，每个牵引所作为一个节点，m个牵引所对应的节点分别为节点1,节点2,节点3,…,节点i,…,节点j,…,节点m，对应的节点电压分别为U1,U2,U3,…,Ui,…,Uj,…,Um；每个牵引所都带有中压能馈装置(21)，m个牵引所对应的中压能馈装置逆变启动电压分别为：U01,U02,U03,…,U0m，统称为U0，设置进化迭代次数g的初始值为0，最大进化代数G′，随机生成NP组中压能馈装置逆变启动电压相量[U01,U02…U0m]T作为初始种群； S2、进行牵引供电系统直流潮流计算； S3、适应度计算假设在城市轨道交通牵引供电系统中，包括：列车1,列车2,…,列车ti,…,列车k，每辆列车作为一个列车节点，将m个牵引所节点和k个列车节点放在一起，重新编号为：1,2,…,i1,…,j1,…,n，其中n＝m+k；对于满足约束条件的种群，将适应度函数设置为：如式(20)所示，其中，Ri1j1(t)为t时刻节点i1与节点j1之间的线路电阻，Ui1(t)为t时刻节点i1的电压，Uj1(t)为t时刻节点j1的电压，T为发车间隔时间，n为节点数量；对于不满足约束条件的种群，设置适应度为1/ε2，其中ε2为极小值； S4、判断是否满足终止条件所述终止条件为：g>G′；当不满足终止条件时，进行步骤S5-S6；当满足终止条件时，进行步骤S7； S5、依次进行遗传算法中的选择、交叉和变异操作；选择：根据适应度函数值选择优良个体遗传到下一代，若个体ig的适应度为fig，被选中的概率pig如式(21)所示，交叉：采用实值中间重组，如式(22)所示， U0(c)＝U0(f1)+α(U0(f2)-U0(f1)) (22) 其中，U0(c)为交叉产生的子个体，U0(f1)、U0(f2)分别为两个父个体，α为比例因子，所述比例因子α由[0,1]上均匀分布的随机数产生；变异：采用变异算子进行变异操作；再返回到步骤S3，再依次往下执行后续步骤； S6、将g的数值加1，返回到步骤S4； S7、输出迭代过程中具有最小适应度值的个体作为最优解，并输出对应的最优个体。 5.如权利要求4所述的城市轨道交通牵引供电系统车-网配合参数优化方法，其特征在于：步骤S2所述牵引供电系统直流潮流计算的具体步骤如下： S21、参数初始化，所述参数包括：运行图、线路参数、中压能馈装置空载电压和下垂控制斜率、牵引计算数据；所述线路参数包括：牵引降压变电所数量、列车数量、支路数量、节点编号、节点类型、线路阻抗；所述牵引计算数据包括：列车位置和功率； S22、将m个牵引所节点和k个列车节点放在一起，重新编号为：1,2,…,i1,…,j1,…,n，节点电压分别为：U1,U2,…,Ui1,…,Uj1,…,Un，其中n＝m+k；针对城市轨道交通牵引供电系统，形成节点导纳矩阵G，如式(6)所示， S23、假设迭代次数为K，并设置K的初始值为0； S24、当节点i1为牵引所节点时，按式(4)计算牵引所节点i1的功率误差ΔPi1，其中，Pdi1为中压能馈装置(21)注入牵引所节点i1的有功功率，U0i1为牵引所节点i1的中压能馈装置逆变启动电压，ri1为牵引所节点i1的中压能馈装置等效内阻，Gi1j1为节点导纳矩阵G中第i1行第j1列元素；当节点i1为列车节点时，列车节点i1的功率误差ΔPi1′为：其中，Pi1为列车负荷功率；将前述牵引所节点的有功偏差ΔPi1和列车节点的有功偏差ΔP′i1统一编号为：ΔP1,ΔP2,…,ΔP″i1,…,ΔPn，含节点电压的修正方程为牵引所潮流模型，如式(7)所示：同其中，ΔU1,…,ΔUn分别为U1,…,Un的修正量； S25、判断功率误差ΔP″i1是否满足式(11)， \|ΔP″i1\|＜ε1 (11) 其中，ε1为收敛精度，当功率误差满足式(11)时，进行步骤S29，当功率误差ΔP″i1不满足式(11)时，进行步骤S26； S26、对于牵引所节点，按式(8)计算雅可比矩阵元素，其中，Pi1z为节点注入功率，如式(10)所示，对于列车节点，按(9)式计算雅可比矩阵元素， S27、求解修正方程(7)得到ΔUi(K+1)，根据式(12)计算牵引所节点电压的第K+1次迭代值其中，为牵引所节点电压的第K次迭代值，当K＝0时，赋值为1； S28、先令K的数值加1，再返回到步骤S24，再依次往下执行后续步骤； S29、按式(13)计算牵引所中压能馈装置(21)的电流Idi； S210、当牵引所中压能馈装置(21)的电流Idi不满足-Imax
所属类别：	发明专利