[发明专利]基于工况分析的现代有轨电车混合储能系统能量管理方法

权利要求书

1.一种基于工况分析的现代有轨电车混合储能系统能量管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)首先将有轨电车运行中获取的历史数据进行整理，分割为短行程，筛选满足条件的短行程进入备选行程库，并删除不满足条件的短行程；

(2)对有轨电车的运行特征进行分析，提取各个短行程的特征值，并筛选出13个特征值；

(3)使用主成分分析的方法对特征值进行降维：把特征值进行合并重组，从中提炼出互不相关的新特征值，从而减少变量的个数；

(4)使用聚类分析方法，对运行工况进行分类；

(5)结合步骤(4)，以每段短行程的13个特征值作为神经网络的输入，以所聚类的工况作为神经网络的输出，对神经网络进行训练，然后利用训练好的学习向量化神经网络对实际运行工况进行在线识别；

(6)能量管理方法优化：基于识别的工况，对各工况下的能量管理方法进行分类优化，实现混合储能系统的实时优化控制。

2.如权利要求1所述的基于工况分析的现代有轨电车混合储能系统能量管理方法，其特征在于：步骤(1)中，电池-超级电容混合驱动的现代有轨电车不存在怠速状态，故短行程仅由停车状态与运行段构成，运行段包括加速、匀速和减速状态，每段短行程从一个停车状态结束为起点，到下一个停车状态结束为终点。

3.如权利要求1所述的基于工况分析的现代有轨电车混合储能系统能量管理方法，其特征在于：步骤(1)中，满足条件的短行程持续时间不低于20s，短行程内行驶距离不低于20m。

4.如权利要求2所述的基于工况分析的现代有轨电车混合储能系统能量管理方法，其特征在于：步骤(1)中，界定加速、减速和匀速状态的条件如下所示：

加速状态：加速度大于0.15m/s²的连续状态；

减速状态：加速度小于-0.15m/s²的连续状态；

匀速状态：加速度绝对值小于0.15m/s²且速度不为零的连续状态。

5.如权利要求1所述的基于工况分析的现代有轨电车混合储能系统能量管理方法，其特征在于：步骤(2)中，13个特征值包括：运行时长、平均速度、最高速度、平均加速度、平均减速度、最大加速度、最小减速度、加速时间比例、减速时间比例、匀速时间比例、停车时间比例、速度标准差和加速度标准差；

由于有轨电车监测装置采样频率为1Hz，则采样点数k代表短行程运行的时长t_k：

t_k＝k

k的取值范围为1,2,3,…,n；

各特征值计算公式如下所示：

(1)运行时长：

T＝n

(2)平均速度:

其中，v_k为有轨电车在k时刻运行的速度；

(3)最高速度：

v_max＝max{v_k,k＝1,2,...,n}

(4)平均加速度：

其中，n_a为加速状态总时长，a_ak为k时刻的加速度；

(5)平均减速度：

其中，n_d为减速状态总时长，a_dk为第k时刻的减速度；

(6)最大加速度：

a_max＝max{a_ak,k＝1,2,...,n_a}

(7)最小减速度：

a_min＝min{a_dk,k＝1,2,...,n_d}

(8)加速时间比例：

(9)减速时间比例：

(10)匀速时间比例：

n_c为匀速状态总时长；

(11)停车时间比例：

n_s为停车时间；

(12)速度标准差：

(13)加速度标准差：

a_k为k时刻的加速度。