[发明专利]一种轨道交通多列车节能速度优化的运行能耗计算方法

说明书

本发明涉及一种轨道交通多列车节能速度优化的运行能耗计算方法，包括：S1、确定采样时刻；S2、获取各采样时刻在线运行的各列车位置与功率；S3、将各列车分别匹配至供电分区；S4、计算得到各列车牵引电流；S5、分别迭代计算以确定各列车牵引网中整流机组工作区间；S6、判断各列车功率是否满足预设的收敛条件；S7、判断各列车再生制动功率是否大于或等于预设制动功率阈值；S8、将各牵引变电所在评估时间片段内的能耗累加后得到多列车运行能耗。与现有技术相比，本发明以多列车节能速度优化为目标，充分考虑再生制动因素，通过对牵引变电所构建等效电路模型并求解，能够简单准确地得到多列车运行能耗结果。

技术领域

本发明涉及列车运行能耗计算技术领域，尤其是涉及一种轨道交通多列车节能速度优化的运行能耗计算方法。

背景技术

当前的城市轨道交通牵引供电系统常采用直流牵引供电系统，直流牵引供电系统由变电所、馈电线、接触网、钢轨、回流线等组成，它们为列车运行提供牵引电能和其他辅助设备的动力电能，同时在列车再生制动时，还可以将再生电能反馈到电力系统。城轨牵引供电系统正常运行时，采用双边供电形式，变电所将输入的高压交流电降压整流成DC 1500V(或DC 750V)电压的电能，经馈电线(从牵引变电所向接触网输送直流电能的导线)传输至接触网，通过城轨列车受电弓(集电靴)输送给列车，为列车提供牵引供电，然后从列车通过钢轨、回流线返回变电所，以完成牵引供电任务。

随着城市轨道交通行业的快速发展，节能已经成为当前列车运行优化的一个重要目标，对于多列车协调运行而言，其节能主要从速度曲线优化方面进行研究，而对于多列车运行能耗计算，则需要能够全面体现直流牵引供电系统的直流特性，一方面，现有的多列车节能优化较少考虑到再生制动能的利用，另一方面，如果考虑再生制动因素，且以多列车节能速度优化为目标，则需要对包含多供电分区、多区间以及上下行双向范围的多列车运行能耗进行计算，这无疑会增加计算的复杂度，导致无法获得准确地能耗计算结果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轨道交通多列车节能速度优化的运行能耗计算方法，在考虑再生制动因素下，以面向多列车节能速度曲线优化为目标，通过对直流牵引供电系统进行模型求解，以实现简单准确计算多列车运行能耗的目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种轨道交通多列车节能速度优化的运行能耗计算方法，包括以下步骤：

S1、将评估时间片段离散化，得到多个采样时刻；

S2、获取各个采样时刻在线运行的各列车位置与功率；

S3、根据各列车位置，将各列车分别匹配至供电分区；

S4、设置各列车牵引网电压为额定电压，结合各列车功率，计算得到各列车牵引电流；

S5、分别迭代计算以确定各列车牵引网中整流机组工作区间；

S6、分别判断各列车功率是否满足预设的收敛条件，若判断为是，则执行步骤S7，否则根据对应的列车牵引网电压，修正列车牵引电流，之后返回步骤S5；

S7、分别判断各列车再生制动功率是否大于或等于预设制动功率阈值，若判断为是，则标记该列车，并返回步骤S5，否则执行步骤S8；

S8、分别计算得到各列车牵引变电所的输出功率，之后计算得到各牵引变电所在评估时间片段内的能耗，将各牵引变电所在评估时间片段内的能耗累加后即得到多列车运行能耗。

进一步地，所述步骤S2具体是根据列车运行图获取各个采样时刻在线运行的各列车位置与功率。

进一步地，所述步骤S5具体包括以下步骤：

S51、根据各列车牵引网中整流机组电路的稳态电压外特性，将整流机组划分为6段工作区间，其中，6段工作区间包括第一工作区间至第六工作区间；