[发明专利]一种直流牵引供电系统的运行状态解算方法及仿真模拟系统

说明书

本发明提供了一种直流牵引供电系统的运行状态解算方法及其仿真模拟系统。所述运行状态解算方法，包括：基于所述直流牵引供电系统的供电设备组成确定所述直流牵引供电系统对应的电路模型；配置所述电路模型的运行特性参数以完成所述电路模型的初始配置；以及解算出完成初始配置的电路模型的最终运行状态及其运行结果。

技术领域

本发明涉及轨道交通控制领域，尤其涉及一种直流牵引供电系统的运行状态解算方法及仿真模拟系统。

背景技术

随着我国城市轨道交通建设的蓬勃开展，比如地铁，城市轨道交通的绿色节能问题受到了广泛的关注。绿色节能问题可通过节能以及能量回收两种方式来实现。

在城市轨道交通的能耗构成中，牵引能耗占据了主要部分。城市轨道交通一般采用1500V/750V等电压等级的直流供电方式。传统的牵引供电方式为基于传统的二极管整流机组的直流供电设备的单向牵引供电方式。然而该种供电方式只能实现单向供电，不能回收多余的制动再生能量，因此基于新型电力电子变流技术的制动能量回收设备也逐渐在地铁城市轨道交通牵引供电中得到配合应用。

现有的制动能力城市轨道交通制动能量回收设备主要有地面再生能量逆变回馈装置和储能装置等，均能有效提高制动再生能量的利用率，降低系统能耗。

同时，随着大功率变流及控制技术的成熟，基于全控整流的双向牵引供电方式越来越受到关注。该种新型供电方式已在部分城市轨道交通线路得到了试用，试用结果证明该新型供电方式可提高供电网压的稳定性、供电质量并降低线路损耗。

现有的城市轨道交通的直流牵引供电系统可采用的供电方式不唯一，可采用的制动再生能量的的回收设备也不唯一。为了解现有的直流牵引供电系统的设备运行特性，需要对直流牵引供电系统进行仿真建模。然而，在已有的对城市轨道交通的直流牵引供电系统的仿真建模的方案中，只对某一种供电方式或设备组合方式建模，该种方式需要针对每种组合方式单独建立一仿真系统，无法满足所有直流牵引供电系统的仿真需求。

为满足所有的直流牵引供电系统的供电设备的组合模式的设备运行特性，本发明旨在提出一种直流牵引供电系统的运行状态解算方法以及可用于所有组合模式的直流牵引供电系统的供电设备的运行状态解算的仿真模拟系统。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种直流牵引供电系统的运行状态解算方法，包括：基于所述直流牵引供电系统的供电设备组成确定所述直流牵引供电系统对应的电路模型；配置所述电路模型的运行特性参数以完成所述电路模型的初始配置；以及解算出完成初始配置的电路模型的最终运行状态及其运行结果。

进一步地，所述解算出完成初始配置的电路模型的最终运行状态及其运行结果包括：解算出所述完成初始配置的电路模型的当前运行状态的运行结果；基于所述当前运行状态的运行结果判断所述电路模型是否达到从当前运行状态转换至下一运行状态的转换条件；以及响应于所述电路模型未达到从当前运行状态转换至下一运行状态的转换条件，将所述当前运行状态设置为所述最终运行状态，将所述当前运行状态的运行结果作为所述最终运行状态的运行结果，否则，将所述下一运行状态调整为所述当前运行状态。

进一步地，所述解算出完成初始配置的电路模型的当前运行状态的运行结果包括：确定所述当前运行状态对应的节点电压模型；以及基于所述节点电压模型的节点类型采用对应的求解方法解算出所述节点电压模型的输出量以作为所述当前运行状态的运行结果。