[发明专利]一种虚拟轨道交通列车分布式电源系统及匹配控制方法

说明书

本发明公开一种虚拟轨道交通列车分布式电源系统及匹配控制方法，属于轨道交通列车技术领域，根据线路情况和车辆参数，计算不同车厢的行驶工况；根据所述行驶工况与约束条件对分布式电源系统中各分布式储能包进行匹配优化，获得匹配方案；根据匹配结果制定分布式电源系统控制策略，并通过列车能量管理控制器与储能包管理系统控制列车分布式电源系统的能量输出。本发明能够实现虚拟轨道列车灵活编组组合，提高供电可靠性和应急供电能力。

技术领域

本发明属于轨道交通列车技术领域，特别是涉及一种虚拟轨道交通列车分布式电源系统及匹配控制方法。

背景技术

虚拟轨道交通无需铺设实体轨道和设置候车站台，既有城市公交控制灵活的特点又有地铁、轻轨等城市轨道交通运量大的特点，完美结合了两者的优势。灵活编组运输组织是指根据城市轨道交通在不同区段、时段下的客流特征，在保证较高列车服务频率的条件下，通过在车辆段或车站灵活改变列车编组长度来实现客流需求和运力最佳协同的运输组织技术，是用于解决其时间分布不均衡性的重要运输组织模式之一。然而目前国内对灵活编组虚拟轨道交通列车研究相对较少，无接触网灵活编组虚拟轨道交通列车电源空间分布与匹配制约着虚拟轨道列车编组限制。因此本发明提出一种灵活编组虚拟轨道交通列车分布式电源系统空间拓扑及匹配与控制方法，可解决虚拟轨道灵活编组列车电源系统空间结构构造问题。

目前国内外还未见基于活编组虚拟轨道交通列车分布式电源系统空间拓扑结构，现有的电源系统存在无牵引网列车编组限制较大，电系统的稳定性和安全性较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种虚拟轨道交通列车分布式电源系统及匹配控制方法，提出了分布式电源系统拓扑方案，使得考虑列车编组情况时可以灵活编组，不用局限于特定编组方式；能够实现虚拟轨道列车灵活编组组合，提高供电可靠性和应急供电能力。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种虚拟轨道交通列车分布式电源系统的匹配控制方法，包括步骤：

S11，根据线路情况和车辆参数，计算不同编组列车的正常与应急行驶工况；

S12，根据所述行驶工控对分布式电源系统中动车部和各拖车部进行匹配，获得匹配方案；

S13，根据分布式电源匹配方案制定控制策略，控制列车各分布式电源系统的运行状态。

进一步的是，步骤S11中，通过线路情况与不同编组列车车辆参数，计算列车正常与应急状态下的行驶工况。

进一步的是，步骤S12中，根据列车工况与约束条件对不同分布式电源系统的匹配方案：根据不同列车正常与应急状态下运行线路的运行工况，以正常行驶与应急情况下分布式电源系统不同放电倍率和放电深度、功率、能量及电压为约束条件，以体积重量和全寿命周期内成本为最优化目标，基于Parato最优化理论，确定分布式电源系统数目，并得出成本与体积重量协调最优的各分布式电源系统中储能元件串并联拓扑参数，得到优化匹配方案。

进一步的是，步骤S12中，根据列车工况与约束条件对不同分布式电源系统的匹配方案，包括步骤：

S121，根据车厢节数，确定分布式电源系统需要负载全线路运行电能需求，计算分布式电源系统对应全线路工况；

S122，基于所述全线路工况对分布式电源系统，进行计算动力性能匹配对于储能元件数量匹配，定义单个储能包储能元件数量为b_i；

所述约束条件包括能量约束、电压约束、系统成本最小和系统重量最小；

满足约束条件如下：

对于b_i，需满足：

b_i×m_b≤m_maxi；