[发明专利]一种网络化运营的分散式城轨供电系统支援供电方法

说明书

本发明公开了一种网络化运营的分散式城轨供电系统支援供电方法，具体为：建立网络化运营的分散式城轨供电系统拓扑模型；提出网络化支援供电数学模型；采用分层优化的方法进行求解，先通过拓扑搜索生成开关操作次数最少的候选方案集，再通过潮流计算从中找出中压系统附加有功损耗最小的可行方案。本发明为网络化支援供电方案的选择提供理论指导；同时，通过本发明所提方法可分析不同故障情况下，网络化支援供电方式的可行性和必要性。

技术领域

本发明属于网络化运营的城轨供电领域，具体涉及一种网络化运营的分散式城轨供电系统支援供电方法。

背景技术

近年来，地铁线网规模不断扩大，已呈现网络化运营的特点。作为地铁动力源泉的供电系统同样规模庞大，但目前仍保持单条线路独立运营，电源开闭所退出后，只能利用本线路其它外部电源进行支援供电。因此，为提高城市轨道交通的供电灵活性和供电可靠性，提出同换乘站不同线路变电所之间设置联络开关线路，实现分散式城轨供电系统的网络化运营。该工程背景下，可利用相邻线路的外部电源进行支援供电，直至恢复本线路失电区域的正常供电。

利用其它外部电源支援供电存在多个条件的约束，如开闭所每路进线电源的备用容量，中压电缆的最大载流量，重新划分供电分区内各变电所中压母线侧电压等。不同支援供电方案下，调度过程中的开关操作次数可能不同，故障恢复后的中压系统有功损耗具有差异。因此，需要为网络化支援供电方案的选择提供技术指导。同时，需要分析不同故障情况下，网络化支援供电方式的可行性和必要性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种网络化运营的分散式城轨供电系统支援供电方法。

本发明的一种网络化运营的分散式城轨供电系统支援供电方法如图1所示，具体步骤为：

步骤1：假设各换乘站处均可设置跨线联络线路，按简化原则对网络化运营的分散式城轨供电系统进行拓扑化建模，估算每路进线电源的备用容量。

步骤2：利用拓扑模型模拟故障，确定失电中压母线集，带电中压母线集，估算失电区域的负荷之和。

步骤3：以开关操作次数最少为目标，基于拓扑搜索生成满足运行方式约束和外部电源容量约束的候选方案集。

步骤4：基于潮流计算校验各候选方案是否满足节点电压约束和支路电流约束，若存在可行方案，求解中压系统附加有功损耗，否则返回步骤3重新求解候选方案集。

步骤5：选取中压系统附加有功损耗最小的可行方案为最优支援供电方案。

上述拓扑模型的简化原则为：

(1)将城网变电站中馈电母线视为电源节点，变电所每段中压母线视为负荷节点，网络中所有节点分为电源节点集和负荷节点集；

(2)将中压网络电力线路、母线分段开关线路视为边；

(3)支援供电距离受电力线路等值阻抗、电纳参数的影响，选取线路长度作为边的权；

(4)支援供电能力受进线电源容量的限制，分别选取供电容量和负荷功率作为电源节点和负荷节点的权。

以恢复失电区域全部一、二级负荷为前提，支援供电的优化目标为：

(1)开关操作次数最少：

f_s＝minF_s

式中，F_s为支援供电故障恢复过程中的开关操作次数。

(2)中压系统附加有功损耗最小：

式中，为正常运行时、支援供电后的中压系统有功损耗。

支援供电的约束条件为：