[发明专利]轨道交通牵引供电系统及其控制方法、系统及相关组件

权利要求书

1.一种轨道交通牵引供电系统，其特征在于，包括：高压交流供电母线、多个双向变流器、为列车供电的直流供电母线、多组站内设备；

每个所述双向变流器的一端均与所述高压交流供电母线连接，另一端均与所述直流供电母线连接；

每组所述站内设备均与所述高压交流供电母线连接；

所述轨道交通牵引供电系统还包括与所述直流供电母线连接的储能设备；

所述轨道交通牵引供电系统还包括ECMS，用于执行以下步骤：

构建所述轨道交通牵引供电系统的算法模型；

获取所述轨道交通牵引供电系统的电气状态信息；

利用所述算法模型和所述电气状态信息进行最优潮流计算，并向多个所述双向变流器输出控制信号，所述最优潮流计算具体为使用picard迭代法或块追赶法对所述算法模型的节点导纳方程进行求解以确定当前网络潮流状态的算法；

所述利用所述算法模型和所述电气状态信息进行最优潮流计算，并向多个所述双向变流器输出控制信号之前，还包括：

通过ATS获取所述列车的车辆运行信息，所述车辆运行信息包括运行速度和运行功率；

所述利用所述算法模型和所述电气状态信息进行最优潮流计算，并向多个所述双向变流器输出控制信号的过程，包括：

根据所述车辆运行信息得到车辆预测位置；

利用所述算法模型、所述电气状态信息、所述车辆运行信息和所述车辆预测位置，按照所述列车的就近供电原则进行最优潮流计算，并向多个所述双向变流器输出控制信号，以使所述列车按预设节能曲线运行；

所述构建所述轨道交通牵引供电系统的算法模型的过程，包括：

将所述双向变流器等效为串联的等效内电阻和理想电压源；

将所述列车等效为受控电流源；所述受控电流源的功率根据所述列车的车辆运行信息确定；

所述利用所述算法模型和所述电气状态信息进行最优潮流计算，并向多个双向变流器输出控制信号的过程，具体包括：

利用所述算法模型和所述电气状态信息进行潮流计算，确定当前算法模型的网络潮流状态；

根据所述网络潮流状态及系统优化目标函数，确定所述控制信号；

向多个所述双向变流器输出所述控制信号，以使所述轨道交通牵引供电系统达到系统优化目标函数的目标；

所述系统优化目标函数包括：

系统有功功率最小目标函数minP_ActiveP＝∑Real(U_er,iI_er,i)+∑Real(U_DG,iI_DG,i)；

其中，U_er,i和I_er,i分别为第i个双向变流器的支路端口电压和电流，U_DG,i和I_DG,i分别为第i个分布式电源的端口电压和电流，Real为各支路复功率的有功部分，minP_ActiveP为系统有功功率最小值；

和/或，

系统损耗最小目标函数

其中，U_er,i和R_er,i分别为第i个双向变流器的支路端口电压和内阻，U_j为第j列列车与牵引供电系统连接点的电压值，R_j为第j和j+1辆列车间的线路等效电阻，U_DG,i和R_DG,i分别为第i个分布式电源的支路端口电压和内阻，U_es,i和R_es,i分别为储能支路的端口电压和内阻，minP_loss为系统损耗最小值；

和/或，

系统最大需量最小目标函数minP_Peak＝P_Peak0-P_{es_dem}-P_load-dem；

其中，P_Peak为系统最大需量，P_Peak0为采取措施前的最大需量，P_{es_dem}和P_load-dem分别为尖峰时段通过储能和可调负荷削减的最大需量；

和/或，

系统运行成本最小目标函数。

2.根据权利要求1所述轨道交通牵引供电系统，其特征在于，还包括：

与所述高压交流供电母线连接的新能源发电系统。