[发明专利]城轨交通地面超级电容储能系统分布式协调控制优化方法

权利要求书

1.一种城轨交通地面超级电容储能系统分布式协调控制优化方法，其特征在于，包括如下流程步骤：

步骤S110：获取某时刻下各个变电所的超级电容SOC状态、变电所状态及列车运行状态，构建状态集合；

步骤S120：将每个变电所的超级电容作为一个储能代理，根据牵引供电系统能量流动理论解析和多目标协调优化函数确定每个储能代理的收益函数；

步骤S130：根据所述状态集合和所述收益函数，构建多代理动态博弈模型；

步骤S140：基于所述多代理动态合作博弈模型，结合分布式Q学习算法求解和优化地面超级电容储能系统分布式协调控制；

所述步骤S110具体包括：

所述列车运行状态S_traink包括各个列车的位移d_k、功率p_k，其中k表示第k辆列车，k∈[1,2,...N]，N表示列车的数量，

S_traink＝[d_k，p_k]，

状态集合S为各个列车状态S_traink、各个超级电容SOC状态的直积，

S＝S_train1×S_train2×…S_trainN×S_soc1×…S_socM；

M表示超级电容的数量；

所述步骤S120具体包括：

所述收益函数为：

其中，i_ss,j和u_ss,j分别表示第j个变电所的整流机组的电流和电压，i_br,k和u_t,k分别表示第k辆列车的制动电阻电流和受电弓电压，c为常数，dτ表示时间微分。

2.根据权利要求1所述的城轨交通地面超级电容储能系统分布式协调控制优化方法，其特征在于，所述步骤S130具体包括：

所述多代理动态博弈模型为：

m，S，A₁，…A_m，T，R₁，…R_m，

其中，m表示储能代理的数量，A_i表示储能代理i的动作集合，T表示状态转移函数S×A×S→[0,1]。

3.根据权利要求2所述的城轨交通地面超级电容储能系统分布式协调控制优化方法，其特征在于，所述步骤S140具体包括：

首先初始化系统状态和各个储能代理动作-值函数q⁽ⁱ⁾(s,a)、策略π⁽ⁱ⁾；储能代理根据策略π⁽ⁱ⁾采取各自的动作a_i，输入到城轨牵引供电仿真平台，该平台由直流供电潮流计算、多列车运行牵引计算和储能系统等效模型组成，可在多车运行工况下对供电系统各部分电压、电流，以及储能系统状态进行求解，由此得到储能代理的奖励函数以及系统下一状态；若下一状态非终止状态，各个储能代理更新其动作-值函数q⁽ⁱ⁾(s,a)和策略π⁽ⁱ⁾，根据新的π⁽ⁱ⁾采取相应动作，多次迭代直至s为终止状态，则重新初始化状态s；至算法满足终止条件时训练结束。