[发明专利]一种间歇式供电的城轨列车能耗优化方法

权利要求书

1.一种间歇式供电的城轨列车能耗优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，对城轨列车进行受力分析，建立列车动力学模型；

步骤2，对列车动力学模型进行算法构建，根据列车当前运行工况，判断是否需要调整当前加速度；

步骤3，根据列车运行时间、运行位置、工况、储能设备状态SOC，进行城轨列车能耗计算；

步骤4，在限定运行时间和运行距离的条件下，通过分析定时节能优化模型，建立时间逼近搜索算法优化模型，实现间歇式供电的城轨列车能耗的优化；

步骤1所述的对城轨列车进行受力分析，建立列车动力学模型，具体如下：

步骤1.1、首先采用城轨列车牵引特性曲线得到列车任意时刻的牵引力F：

式中，μ_f为列车牵引力系数，μ_f∈[0，1]；v为城轨列车速度；E_t为超级电容标称电压，F_max为列车恒功率区的牵引力；为列车功率变化点的速度，V_max为最大速度；

步骤1.2、计算城轨列车的常用制动力B、紧急制动力b、基本阻力w₀、附加阻力w_j和启动阻力w_q：

w₀＝a₁+b₁v+c₁v² (3)

w_q＝A_q (5)

式中，μ_b为城轨列车制动力系数，为摩擦力系数，∑K_h为列车总闸瓦力，μ_b∈[0，1]；a₁，b₁，c₁为基本阻力公式系数，由车辆自身特性决定；w_i为单位坡道阻力，w_p为乘客数量产生的阻力，w_r为单位曲线阻力，w_w为空气阻力，R为曲线半径；τ为空气阻力系数，S为迎风面积，ρ为空气密度，为相对速度，A_q为常数；

步骤1.3、将间歇式供电城轨列车视为质点链，按照城轨列车长度计算平均加算坡道阻力w_j：

式中，L为列车长度；i_i、l_i分别为列车所覆盖的第i个坡道的千分数和长度；R_i，l_ri分别为城轨列车所覆盖的第i个曲线的半径和长度；x为列车对应的位置；

步骤1.4、对城轨列车动力学模型求解，当列车启动时：

s.t v≤v₁

式中，M为列车总质量，g为重力加速度，v为城轨列车运行速度，v₁为启动速度上限，C为列车单位合力，F、w_q、w_j、w₀分别为上文求得的牵引力、启动阻力、附加阻力和基本阻力；

当城轨列车分别处于正常牵引工况、惰行工况、制动工况时：

城轨列车加速度a₀与单位合力的关系：

式中，γ为回转质量系数，与城轨列车自身有关，取常值0.06。