[发明专利]城市轨道交通直流牵引供电系统自适应实时动态数学建模方法

摘要

一种城市轨道交通直流牵引供电系统自适应实时动态数学建模方法，步骤为：(1)输入t时刻的参数文件；(2)设定牵引变电所两端节点、机车两端节点编号均连续，并对牵引变电所两端节点进行排序；判断t时刻各机车位置是否与牵引变电所位置重合，并对机车两端节点进行排序；将各节点编号分别按照位置坐标从小到大进行排列，存储到数组；(3)基于节点导纳网络方程建模原理，由存储的4个节点数组和输入参数生成t时刻的节点导纳网络方程；(4)对于下一个t+△t时刻，读入t+△t时刻的参数文件，重新生成动态数学模型，其步骤与上相同；不断重复，完成实时动态数学建模。本发明具有更加符合真实情况、自适应性好、运算简单快速等优点。

主权项

1.一种城市轨道交通直流牵引供电系统自适应实时动态数学建模方法，其特征在于，步骤为：(1)输入t时刻的参数文件；(2)设定牵引变电所两端节点、机车两端节点编号均连续，并对牵引变电所两端节点进行排序；判断t时刻各机车位置是否与牵引变电所位置重合，并对机车两端节点进行排序；将上行接触网、上行钢轨、下行接触网、下行钢轨节点编号分别按照位置坐标从小到大进行排列，并分别存储到相应的数组；(3)基于节点导纳网络方程建模原理，由存储的4个节点数组和输入参数自动生成t时刻的节点导纳网络方程；(4)对于下一个t+Δt时刻，需要读入t+Δt时刻的参数文件，重新生成直流牵引供电系统的动态数学模型，其步骤与上述(1)～(3)相同；不断重复，完成对城市轨道交通直流牵引供电系统实时动态数学建模；所述步骤(3)包括：(3.1)由节点数组元素在数组的位置排列、类型和牵引网线路参数自动生成节点导纳矩阵；由节点的个数决定节点导纳矩阵的阶数2×(n+m+k)，设置节点导纳矩阵所有元素初始值均为0，然后计算每个矩阵元素的值，并添加到节点导纳矩阵相应位置，形成完整的节点导纳矩阵，其中n为牵引变电所数量，m为牵引计算给出t时刻上行机车数量，k为下行机车数量；(3.2)由节点数组元素编号、类型和等效电流源参数自动生成节点电流列向量；节点电流列向量为2×(n+m+k)行，1列，初始元素值为0；按节点编号从小到大的顺序排列节点电流向量；牵引变电所和机车为等效电流源，首先假定牵引变电所电流及机车电流正方向，并设定注入节点电流为负，流出节点电流为正；牵引变电所节点电流绝对值为Usj/Rsj，Usj、Rsj分别为牵引变电所等效电压源幅值及内阻；机车节点电流绝对值为Psi/Usi，Psi、Usi分别为机车功率和端电压；根据以上的计算，得到节点电流列向量全部元素值，自动生成相应的节点电流列向量I；(3.3)自动生成直流牵引供电系统数学模型；自动生成t时刻的直流牵引供电系统数学模型为YU＝I。