[发明专利]一种轨道交通列车再生电能回收空间确定方法

权利要求书

1.一种轨道交通列车再生电能回收空间确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取列车牵引制动特性曲线和列车站间运行的目标速度曲线；

S2：假定列车按照站间目标速度曲线运行时，仅能采取非再生制动模式进行制动，并将列车目标速度曲线制动阶段均匀分割为足够小的微小分区；

S3：根据列车站间运行的目标速度曲线和列车牵引制动特性曲线，计算得到列车在制动阶段任意微小分区的自然阻力和合力；

S4：根据在制动阶段任意微小分区的自然阻力和合力，计算列车在制动阶段任意微小分区所采取的制动力，进而得到非再生制动模式下列车的制动能耗，即为同一站间目标速度曲线下列车采取再生制动时可回收的最大电能；

所述列车站间运行的目标速度曲线，可以描述为列车运行速度关于列车运行距离的函数：

v＝f(s)

式中，v为列车运行速度，s为列车运行距离；

所述列车在制动运行过程中的自然阻力为B_{NaturalResistance}(v)：

B_{NaturalResistance}(v)＝B_{BasicResistance}(v)+B_{AdditionalResistance}

式中，B_{BasicResistance}(v)为根据列车速度计算得到的列车运行过程中的基本阻力，B_{BasicResistance}(v)＝av²+bv+c，其中a、b、c为常数；B_{AdditionalResistance}为线路存在坡道、弯道的情况下附加于列车的运行阻力；

所述列车在非再生制动模式下制动阶段的合力为：

式中，f_{c_braking}(v,s)为列车制动减速运行过程中所受合力，m为列车质量，为制动阶段列车动态位置关于速度的导数，

所述非再生制动模式下列车的制动能耗为E_{NonRegenerativeActiveBraking}：

式中，C、E分别为列车站间运行的目标速度曲线中列车制动阶段的起点和终点，s_i为列车制动阶段均匀划分的第i个微小分区的位置，Δs为每个微小分区的长度，i＝0,1,2,…,n，n为设定的微小分区的数量。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车再生电能回收空间确定方法，其特征在于，所述列车在非再生制动模式下制动阶段的制动力为：

B_{NonRegenrativeActiveBrakingForce}(v)＝f_{c_braking}(v,s)-B_{NaturalResistance}(v)

式中，B_{NonRegenrativeActiveBrakingForce}(v)表示非再生制动模式下列车在速度v时主动采取制动措施而产生的制动力，f_{c_braking}(v,s)为列车制动减速运行过程中所受合力，B_{NaturalResistance}(v)为列车在制动运行过程中的自然阻力。

3.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车再生电能回收空间确定方法，其特征在于，所述非再生制动模式下列车的制动力等效于再生制动模式下再生电流切割磁场产生的制动力，即：

B_{RegenrativeActiveBrakingForce}(v)＝B_{NonRegenrativeActiveBrakingForce}(f(s))

其中，B_{RegenrativeActiveBrakingForce}(v)表示再生制动模式下列车在速度v时因电能回收而产生的制动力；

同时，再生制动模式下可回收的再生电能等效于非再生制动模式下列车的制动能耗，即：

E_{RegenerativeActiveBraking}＝E_{NonRegenerativeActiveBraking}

式中，E_{RegenerativeActiveBraking}为再生制动时列车可回收的再生电能，即再生电能可回收、利用的最大空间。