[发明专利]一种基于列车运行图的牵引负荷建模方法

摘要

本发明公开了一种基于列车运行图的牵引负荷建模方法。该建模方法首先根据列车运行图得到一个运行周期内各时段每个供电臂的列车数量，然后将一个供电臂上的每辆列车等效为一个感应电动机，每个牵引负荷等效为多台感应电动机模型和静态指数模型并联模型，使用粒子群算法（PSO）根据实测电压、功率波形对牵引负荷模型进行参数辨识，建立牵引负荷模型。本发明提出的一种基于列车运行图的牵引负荷建模方法与已有的牵引负荷建模方法相比，该方法充分考虑了列车运行的时变性对牵引负荷电压、功率的影响，在保持较好的收敛性的前提下，大大提高了牵引负荷模型的通用性和正确性，使建立的牵引负荷模型更符合实际情况，满足了铁路/电力相关部门对牵引供电品质评估、电能质量评估、电力系统稳定性评估的需要。

主权项

1.一种基于列车运行图的牵引负荷建模方法，其特征在于包括如下步骤：1）以列车运行图的发车间隔为一个周期，在一个周期内，以每5秒为一个间隔，每个时间间隔取其中1秒在牵引变电所25kV侧加入一个电压扰动，然后恢复电压，通过牵引网潮流计算或实测数据得到每个供电臂各个时刻的电压、功率随时间变化的值，步长为0.01秒；2）根据列车运行图使用查表-插值的方法计算列车的位置和速度，得到每个供电臂上的列车运行数量和速度；3）将一个供电臂上的每辆列车等效为一个感应电动机模型，描述牵引网上各机车的牵引传动部分，机车牵引回路中的无功部分和牵引供电系统的线路阻抗上的消耗等效为一个静态指数模型；4）将一个供电臂上的多个感应电动机模型并联为一个等效的感应电动机模型，由于机车型号相同，所以等效模型的等值惯性常数不变，励磁电抗相当于n台感应电动机励磁电抗值并联，机械转矩Tm与列车数量成正比，即：式中：——感应电动机励磁暂态电抗——并联感应电动机等值励磁暂态电抗——感应电动机机械转矩——并联感应电动机等值机械转矩——列车数量；5）根据步骤1）中得到的数据，利用粒子群算法对并联感应电动机模型加静态指数模型进行参数辨识，建立牵引负荷模型；6）根据步骤5）中辨识得到的参数对负荷模型仿真功率与实测数据进行对比，验证模型的正确性。