[发明专利]一种双向变流器-储能联合系统潮流仿真方法及系统

权利要求书

1.一种双向变流器-储能联合系统潮流仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、输入牵引变电所设备信息、列车信息、网络参数和仿真步长；

步骤S2、根据网络参数、列车位置和牵引变电所位置，计算节点电导矩阵；

步骤S3、利用牵引变电所状态和节点电导矩阵，迭代计算网络节点电压；

步骤S4、根据网络节点电压和牵引变电所状态，迭代计算牵引变电所工况；

步骤S5、储能系统的荷电状态临界点处理，计算修正步长，进入步骤S3，直至修正步长为0，结束整个仿真计算流程。

2.根据权利要求1所述的双向变流器-储能联合系统潮流仿真方法，其特征在于，所述步骤S1中：

所述牵引变电所设备信息，包括牵引变电所相对参考起点的距离、牵引变电所总数、双向变流器额定功率、双向变流器稳压目标值、储能最低工作电压阈值、储能放电电压阈值、储能充电电压阈值和储能最高工作电压阈值；

所述列车信息，包括上行列车相对参考起点的距离和上行列车辆数，下行列车相对参考起点的距离和下行列车辆数；

所述网络参数，包括接触网单位电阻、走行钢轨单位电阻和轨道对地的泄露单位电阻；

所述仿真步长，为单断面持续的最小时间，用于描述某断面持续时间。

3.根据权利要求1所述的双向变流器-储能联合系统潮流仿真方法，其特征在于，所述步骤S2中，节点电导矩阵Y对应表达式为：

式中，Y代表节点电导矩阵，下标S代表牵引变电所，下标U代表上行列车，下标D代表下行列车，0代表零矩阵。

4.根据权利要求1所述的双向变流器-储能联合系统潮流仿真方法，其特征在于，所述步骤S3，进一步包括以下步骤：

步骤S31、根据牵引变电所状态，计算节点注入电流；

步骤S32、根据节点注入电流、牵引变电所状态和节点电导矩阵，计算节点电压，重复上述步骤迭代计算直至两次节点电压差小于指定阈值，进入步骤S4。

5.根据权利要求4所述的双向变流器-储能联合系统潮流仿真方法，其特征在于，所述步骤S31中，当牵引变电所设备处于功率源模式时，根据网络节点电压和列车功率计算节点注入电流，节点注入电流I对应表达式为：

其中，P为设备功率，U_net为对应元件的网压。

6.根据权利要求4所述的双向变流器-储能联合系统潮流仿真方法，其特征在于，所述步骤S31中，当牵引变电所设备处于电压源模式时，节点注入电流I值为设备的恒压值。

7.根据权利要求4所述的双向变流器-储能联合系统潮流仿真方法，其特征在于，所述步骤S32中，节点电压U对应表达式为：

U^(k)＝(Y)^-1I^(k-1)

其中，k为迭代次数，I为节点注入电流，Y代表节点电导矩阵。

8.根据权利要求1所述的双向变流器-储能联合系统潮流仿真方法，其特征在于，所述步骤S4，进一步包括以下步骤：

步骤S41、根据牵引变电所状态以及步骤S32获得的节点电压，分别计算双向变流器的电流I_B和储能系统的电流I_E，对应表达式为：

式中，I_s为牵引变电所总电流，P_BN和P_EN分别为双向变流和储能系统的额定输出功率；

步骤S42、计算双向变流器和储能系统的实际输出功率以及荷电状态；

步骤S43、根据双向变流器和储能系统的电压、电流和输出功率以及牵引变电所网压，更新牵引变电所工况；

步骤S44、如果经过步骤S43更新后牵引变电所工况与上次迭代时一致，则转入步骤S5，否则转入步骤S3。