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原文传递一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法

专利名称：	一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法
摘要：	本发明公开了电气化铁路牵引供电系统规划领域的一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法，步骤包括：S1，获取贯通双边牵引供电系统负荷过程数据，并且获取输入牵引变电所的位置信息合集和外部电源节点位置信息合集，构建初始位置信息合集；S2，建立贯通双边牵引供电系统外部电源规划优化模型的目标函数，建立优化模型的约束条件；S3，根据目标函数和约束条件，对优化模型进行求解。本发明能有效降低外部电源间输电网线路投资成本，能有效降低治理三相电压电压不平衡所需的治理工程投资费用，为贯通双边牵引供电系统运行损耗期节约投资成本。
专利类型：	发明专利
申请人：	中铁二院工程集团有限责任公司
发明人：	智慧;邓云川;林宗良;李剑;袁勇;宋梦容
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911348665.0
公开号：	CN110979105A
代理机构：	四川力久律师事务所
代理人：	韩洋
分类号：	B60M3/00;B;B60;B60M;B60M3;B60M3/00
申请人地址：	610031 四川省成都市金牛区通锦路三号
主权项：	1.一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法，其特征在于，包括以下步骤： S1，获取贯通双边牵引供电系统负荷过程数据，并且获取输入牵引变电所的位置信息合集和外部电源节点位置信息合集； S2，根据所述贯通双边牵引供电系统负荷过程数据、所述输入牵引变电所的位置信息合集和所述外部电源节点位置信息合集，建立贯通双边牵引供电系统外部电源规划优化模型的目标函数，所述目标函数为：使输电网线路投资成本、三相电压不平衡治理工程投资和贯通双边牵引供电系统运行损耗期望值之和为最小；根据所述贯通双边牵引供电系统负荷过程数据和三相电压不平衡限值，建立优化模型的约束条件； S3，对所述目标函数和所述约束条件进行求解，得到优化后的贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案。 2.如权利要求1所述的一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法，其特征在于，所述目标函数为，其中，下标l代表外部电源的线路编号，g代表牵引变电所三相电压不平衡治理装置编号，tt代表牵引变电所牵引变压器编号，q代表相邻两个牵引变电所之间的牵引网编号，ΩL代表外部电源新建线路合集，ΩG代表牵引变电所三相电压不平衡治理装置合集，ΩT代表牵引变电所牵引变压器合集，ΩQN代表相邻两个牵引变电所之间的牵引网合集。cl为新建线路l的投资成本，ul为线路l的投建决策变量，ul＝1为投资建设线路l，ul＝0为不投资建设线路l，bg为新建牵引变电所三相电压不平衡治理装置g的投资成本，vg为三相电压不平衡治理装置g的投建决策变量，vg＝1为投资建设三相电压不平衡治理装置g，vg＝0为不投资建设三相电压不平衡治理装置g，为线路l运行时有功功率损耗，为牵引变电所单相牵引变压器tt运行时有功功率损耗，为牵引网q运行时有功功率损耗，表示贯通双边牵引供电系统运行损耗期望值，σ1、σ2和σ3分别为输电网线路投资成本、三相电压不平衡治理工程投资和贯通双边牵引供电系统运行损耗期期望值的权重系数。 3.如权利要求1所述的一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法，其特征在于，所述约束条件包括：节点有功功率平衡约束、输电线路传输容量约束、牵引网穿越电流约束、牵引变电所三相电压不平衡约束和接触网工作电压波动约束。 4.如权利要求3所述的一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法，其特征在于，所述节点有功功率平衡约束的公式为，其中，pts为连接外部电源i节点的牵引变电所ts的负荷有功功率，pd为外部电源节点i上其他负荷d的有功功率，ΩTS,i代表位于外部电源i节点处的牵引变电所合集，ΩD,i代表位于外部电源i节点处的其他负荷合集，ΩL,i代表以节点i为首端，节点j为末端的输电线路合集，ΩL,j代表以节点j为首端，节点i为末端的输电线路合集，pl,ij和pl,ji为输电线路l上传输的有功功率，其首末端外部电源节点分别为节点i和节点j，ij表示从首端外部电源节点i到末端外部电源节点j，ji表示从末端外部电源节点j到首端外部电源节点i。 5.如权利要求3所述的一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法，其特征在于，所述输电线路传输容量约束用公式表示为，其中，fl为输电线路传输容量，-flmin、flmax分别为输电线路l的功率潮流下限和上限，ul为线路l的投建决策变量，ΩL代表外部电源新建线路合集，下标l代表外部电源的线路编号。 6.如权利要求5所述的一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法，其特征在于，将所述输电线路传输容量约束通过Big-M法转换为易于求解的混合整数线性约束表达式： -ulM1≤fl≤ulM2 其中，M1和M2为的正数，ul为线路l的投建决策变量。 7.如权利要求3所述的一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法，其特征在于，所述牵引网穿越电流约束用公式表示为，其中，下标x和x'均表示相序a，b，c的某一相，x≠x'，和分别为流过牵引网的实际穿越电流和穿越电流允许值，和分别表示流入单相牵引变压器tt的两相电流，ε为单相牵引变压器tt的高压侧电压与牵引测电压的比值，Zs,i为牵引变电所ts接入的外部电源节点i处的等效阻抗，Ztt为牵引变压器单相牵引变压器tt的阻抗，Zq为牵引网阻抗，Zl,tsi为连接牵引变电所ts和外部电源节点i之间的线路阻抗。 8.如权利要求3所述的一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法，其特征在于，所述牵引变电所三相电压不平衡约束用公式表示为，其中，为牵引变电所ts产生的负序电流，VUF*为三相电压不平衡限值，Uq为牵引网网压，Sdc为牵引变电所处的短路容量，ε为单相牵引变压器tt的高压侧电压与牵引测电压的比值。 9.如权利要求3所述的一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计方法，其特征在于，所述接触网工作电压波动约束用公式表示为，其中，和分别为牵引供电系统正常运行时接触网允许的最低电压和最高电压，Uq为接触网工作电压。 10.一种贯通双边牵引供电系统外部电源接入方案设计系统，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至9中任一项所述的方法。
所属类别：	发明专利