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原文传递一种用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法

专利名称：	一种用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法
摘要：	本发明实施例涉及一种用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，所述方法包括：实时功率计算生成子系统负载功率；将子系统负载功率上传网络系统中央处理器；网络系统中央处理器将工况状态标识、牵引电机和交直流负载功率集合向所有子系统控制器发送；Usam小于U0时子系统控制器计算总电容容量；根据工况状态标识计算总负载功率；生成分段检测功率点集合；根据分段检测功率点集合生成分段检测下降斜率点、分段检测认定触发次数集合；根据子系统负载功率和分段检测功率点、分段检测下降斜率点和分段检测认定触发次数集合判断是否进入无电区；当判断进入无电区时封锁子系统逆变器脉冲，并对子系统母线接触器执行断开接触器操作。
专利类型：	发明专利
申请人：	中车青岛四方车辆研究所有限公司
发明人：	邸峰;马法运;张佳波;毕京斌;王博;曾凡飞;王旭阳;高瀚;刘天宇
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T02:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN202010003849.X
公开号：	CN111055730A
代理机构：	北京慧诚智道知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	白洁
分类号：	B60M3/02;B60M3/06;B60L3/00;B;B60;B60M;B60L;B60M3;B60L3;B60M3/02;B60M3/06;B60L3/00
申请人地址：	266031 山东省青岛市市北区瑞昌路231号
主权项：	1.一种用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，其特征在于，所述方法应用于轨道交通车辆，所述轨道交通车辆包括：网络系统中央处理器和多个高压子系统，所述高压子系统包括子系统控制器、子系统逆变器、子系统负载和子系统母线接触器，所述方法包括：所述子系统控制器接收自所述网络系统中央处理器发送的工况状态标识、牵引电机功率集合{PT1，PT2…PTi…PTn}和交直流负载功率集合{PS1，PS2…PSj…PSm}，并作为无电区检测参数存储于本地；所述子系统控制器获取所述子系统负载的采样支撑电容电压Usam和子系统负载功率P；其中，所述i取值范围为从1到n，所述j取值范围为从1到m，m+n为所述轨道交通车辆中包括的高压子系统总数；当所述采样支撑电容电压Usam小于预定的无电区触发检测支撑电容电压U0时，所述子系统控制器按负载类型获取所述轨道交通车辆的配置信息中预定的牵引逆变器支撑电容量集合{CT1，CT2…CTi…CTn}和辅助逆变器支撑电容量集合{CS1，CS2…CSj…CSm}，并根据所述牵引逆变器支撑电容量集合{CT1，CT2…CTi…CTn}和所述辅助逆变器支撑电容量集合{CS1，CS2…CSj…CSm}进行全车等效总电容量计算生成总电容容量Ctot；所述子系统控制器根据所述工况状态标识、所述牵引电机功率集合{PT1，PT2…PTi…PTn}和所述交直流负载功率集合{PS1，PS2…PSj…PSm}进行全车总负载计算生成总负载功率Ptot；所述子系统控制器根据预定的首末段比例、预定的中间段递增比例和所述总负载功率Ptot进行无电区分段检测功率点设置，生成分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}；所述x取值范围为从1到q，所述q为分段功率检测点总数；所述子系统控制器根据所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}，进行无电区分段检测支撑电容电压下降斜率点计算，生成分段检测下降斜率点集合{K1，K2…Kx…Kq}；所述子系统控制器根据所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}，进行无电区分段检测认定触发次数计算，生成分段检测认定触发次数集合{A1，A2…Ax…Aq}；所述子系统控制器根据所述子系统负载功率P、所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}、所述分段检测下降斜率点集合{K1，K2…Kx…Kq}和所述分段检测认定触发次数集合{A1，A2…Ax…Aq}进行子系统进入无电区检测判断，生成子系统进入无电区判断结果；当所述子系统进入无电区判断结果为进入无电区状态标识时，所述子系统控制器对所述子系统逆变器进行封锁脉冲控制，并对所述子系统母线接触器执行断开接触器操作。 2.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，其特征在于，在所述子系统控制器接收自所述网络系统中央处理器发送的工况状态标识、牵引电机功率集合{PT1，PT2…PTi…PTn}和交直流负载功率集合{PS1，PS2…PSj…PSm}之前，所述方法还包括：所述子系统控制器通过所述子系统逆变器按预定的采样时间Tsam对所述子系统负载进行电能采样生成所述采样支撑电容电压Usam和采样电流Isam；根据所述采样支撑电容电压Usam和所述采样电流Isam进行实时功率计算生成所述子系统负载功率P；将所述子系统负载功率P上传至所述网络系统中央处理器；所述子系统负载功率P包括牵引电机组功率PT和交直流负载组功率PS；所述网络系统中央处理器将接收到的所有子系统负载功率P按负载类型进行区分统计生成牵引电机功率集合{PT1，PT2…PTi…PTn}和交直流负载功率集合{PS1，PS2…PSj…PSm}；所述网络系统中央处理器获取当前车辆运行工况生成工况状态标识，将所述工况状态标识、所述牵引电机功率集合{PT1，PT2…PTi…PTn}和所述交直流负载功率集合{PS1，PS2…PSj…PSm}向所有子系统控制器发送。 3.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，其特征在于，所述根据所述牵引逆变器支撑电容量集合{CT1，CT2…CTi…CTn}和所述辅助逆变器支撑电容量集合{CS1，CS2…CSi…CSm}进行全车等效总电容量计算生成总电容容量Ctot，具体为：所述子系统控制器根据所述牵引逆变器支撑电容量集合{CT1，CT2…CTi…CTn}和所述辅助逆变器支撑电容量集合{CS1，CS2…CSj…CSm}，计算所述 4.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，其特征在于，所述子系统控制器根据所述工况状态标识、所述牵引电机功率集合{PT1，PT2…PTi…PTn}和所述交直流负载功率集合{PS1，PS2…PSj…PSm}进行全车总负载计算生成总负载功率Ptot，具体包括：当所述工况状态标识为惰行工况标识符时，所述子系统控制器根据所述交直流负载功率集合{PS1，PS2…PSj…PSm}进行全车总负载计算，所述当所述工况状态标识为牵引工况标识符时，所述子系统控制器根据所述牵引电机功率集合{PT1，PT2…PTi…PTn}和所述交直流负载功率集合{PS1，PS2…PSj…PSm}进行全车总负载计算，所述 5.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，其特征在于，所述子系统控制器根据预定的首末段比例、预定的中间段递增比例和所述总负载功率Ptot进行无电区分段检测功率点设置，生成分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}；所述x取值范围为从1到q，所述q为分段功率检测点总数，具体包括：所述子系统控制器根据所述首末段比例和所述中间段递增比例设置所述所述子系统控制器根据所述q、所述首末段比例、所述中间段递增比例和所述总负载功率Ptot设置所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}；所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}中，所述PB1为所述首末段比例乘以所述总负载功率Ptot的乘积，所述PB2为所述中间段递增比例乘以所述总负载功率Ptot的乘积加上所述PB1的和，所述PBq为1减去所述首末段比例的差乘以所述总负载功率Ptot的乘积。 6.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，其特征在于，所述子系统控制器根据所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}，进行无电区分段检测支撑电容电压下降斜率点计算，生成分段检测下降斜率点集合{K1，K2…Kx…Kq}，具体包括：所述子系统控制器根据公式将所述采样时间Tsam、所述无电区触发检测支撑电容电压U0、所述总电容容量Ctot和所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}作为参数代入计算，生成所述分段检测下降斜率点集合{K1，K2…Kx…Kq}；其中，所述所述所述所述 7.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，其特征在于，所述子系统控制器根据所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}，进行无电区分段检测认定触发次数计算，生成分段检测认定触发次数集合{A1，A2…Ax…Aq}，具体包括：所述子系统控制器根据公式将所述总负载功率Ptot和所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}作为参数代入计算生成所述分段检测认定触发次数集合{A1，A2…Ax…Aq}；其中，所述所述所述所述 8.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，其特征在于，所述子系统控制器根据所述子系统负载功率P、所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}、所述分段检测下降斜率点集合{K1，K2…Kx…Kq}和所述分段检测认定触发次数集合{A1，A2…Ax…Aq}进行子系统进入无电区检测判断，生成子系统进入无电区判断结果，具体包括：所述子系统控制器根据所述分段检测功率点集合{PB1，PB2…PBx…PBq}设置判断区间集合{第一判断区间，第二判断区间…第q+1判断区间}；其中，所述第一判断区间的阈值范围为大于或等于0且小于所述PB1，所述第二判断区间的阈值范围为大于或等于所述PB1且小于所述PB2，所述第q+1判断区间的阈值范围为大于或等于所述PBq且小于所述总负载功率Ptot；当所述子系统负载功率P的取值属于所述第一判断区间的阈值范围时，所述子系统控制器不进行所述子系统无电区检测判断；当所述子系统负载功率P的取值属于所述第二判断区间的阈值范围时，所述子系统控制器设置判定次数为所述A1，设置判定下降斜率为所述K1；所述子系统控制器通过连续统计所述子系统的实时支撑电容电压下降斜率生成待测下降斜率集合KTIME；所述待测下降斜率集合KTIME包括多个实时下降斜率统计值；在所述待测下降斜率集合KTIME中，所述子系统控制器对取值小于所述判定下降斜率且顺序连续的多个所述实时下降斜率统计值的总数进行统计生成连续判定总数；当所述连续判定总数大于或等于所述判定次数时，所述子系统控制器设置所述无电区判断结果为所述进入无电区状态标识；当所述子系统负载功率P的取值属于所述第q+1判断区间的阈值范围时，所述子系统控制器设置判定次数为所述Aq，设置判定下降斜率为所述Kq；所述子系统控制器通过连续统计所述子系统的实时支撑电容电压下降斜率生成所述待测下降斜率集合KTIME；在所述待测下降斜率集合KTIME中，所述子系统控制器对取值小于所述判定下降斜率且顺序连续的多个所述实时下降斜率统计值的总数进行统计生成所述连续判定总数；当所述连续判定总数大于或等于所述判定次数时，所述子系统控制器设置所述无电区判断结果为所述进入无电区状态标识。 9.根据权利要求8所述的用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，其特征在于，所述子系统控制器通过连续统计所述子系统的实时支撑电容电压下降斜率生成待测下降斜率集合KTIME，具体包括：所述子系统控制器初始化所述待测下降斜率集合KTIME为空；所述子系统控制器对所述子系统的实时支撑电容电压下降斜率进行统计生成第一实时下降斜率统计值Ktime1，所述子系统控制器将所述第一实时下降斜率统计值Ktime1向所述待测下降斜率集合KTIME进行实时下降斜率统计值数据项添加操作；所述子系统控制器在未确定所述子系统已进入无电区之前，持续对所述子系统的实时支撑电容电压下降斜率进行统计生成多个所述实时下降斜率统计值，并将每次统计生成的所述实时下降斜率统计值分别向所述待测下降斜率集合KTIME进行实时下降斜率统计值数据项添加操作。其中，所述子系统控制器对所述子系统的实时支撑电容电压下降斜率进行统计生成第一实时下降斜率统计值Ktime1，具体包括：所述子系统控制器获取预定的单个待测下降斜率统计采样次数生成统计采样次数d：所述统计采样次数d为偶数；所述子系统控制器以所述统计采样次数d为采样总数、以所述采样时间Tsam为单次采样时长，对所述子系统逆变器的支撑电容电压进行连续采样生成第一采样支撑电容电压集合{Utime1，Utime2…Utimed}；所述第一采样支撑电容电压集合{Utime1，Utime2…Utimed}包括所述统计采样次数d个第一采样支撑电容电压Utime；所述子系统控制器设置分组断点标号e为所述统计采样次数d除以2的商；所述子系统控制器将所述第一采样支撑电容电压集合{Utime1，Utime2…Utimed}按时间先后顺序平分为两组，并对每组的所有第一采样支撑电容电压Utime进行总和计算生成第一组电压和Usum1与第二组电压和Usum2；所述所述y的取值范围从1到所述分组断点标号e：所述所述z的取值范围从所述分组断点标号e加1的和到所述统计采样次数d；所述子系统控制器根据所述分组断点标号e、所述第一组电压和Usum1与所述第二组电压和Usum2，进行实时下降斜率统计值计算生成所述第一实时下降斜率统计值Ktime1；所述 10.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆的无电区检测及控制方法，其特征在于，所述方法还包括：所述子系统控制器确定线路网压是否恢复到正常线路网压阈值范围内，当所述线路网压恢复到所述正常线路网压阈值范围内，所述子系统控制器退出无电区检测处理流程并取消所述子系统逆变器的封锁脉冲控制，再对所述子系统母线接触器执行闭合接触器操作。
所属类别：	发明专利