一种分布式发电牵引网列车运行状态辨识系统及辨识方法技术方案

本发明专利技术提供了一种分布式发电牵引网列车运行状态辨识方法，包括：获取牵引网分段的首末端电压电流相量；通过滤除穿越本分段的发电装置和其他分段列车的功率（潮流）得到本分段的列车功率，基于分段有功功率的不同判定条件，辨识所述牵引网分段的列车的运行状态，并通过计算全线有功功率，辨识所述全线牵引网列车合成的运行状态。本发明专利技术提供的一种分布式发电牵引网的列车运行状态辨识方法是通过其潮流分布来辨识列车运行状态，原理正确，算法简单可靠，可直接应用于分布式发电的牵引网系统，为分布式发电系统的能量智慧管理提供基础。础。础。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式发电牵引网列车运行状态辨识系统及辨识方法


[0001]本专利技术涉及交流电气化铁路供电


技术介绍

[0002]现有的牵引供电系统列车运行状态辨识只适用于既有没有其他的发电装置接入牵引网的牵引供电方式，而对于新型的分布式多源发电牵引供电系统，由于发电功率和用电功率（潮流）的分布与合成发生变化，无法在牵引变电所的馈线处识别整个牵引网列车运行状态，也无法进一步为发电装置的控制做出决策，因此有必要提出新的方法来实现整个牵引网的列车运行状态辨识，这种新的辨识方法不仅适用于分布式多源发电牵引供电系统的列车运行状态辨识，也为分布式多源发电牵引供电系统的能量管理提供了基础。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一是提供一种分布式发电牵引网列车运行状态辨识系统，它能有效地解决分布式发电装置接入牵引网的技术问题。
[0004]本专利技术的目的之一是通过以下技术方案来实现的：一种分布式发电牵引网列车运行状态辨识系统，在牵引网上设置包含牵引变电所与开闭所的所亭，记为所亭SS1、所亭SS2、
…
、所亭SSm，分布式发电装置就近接入所亭，两个相邻所亭之间记为一个牵引网分段s，其中，牵引网分成n段，n≥s≥1；所亭内设有牵引网分段s数据采集单元DQs、牵引网分段s数据计算单元DCUs和列车运行状态辨识单元ESIU；牵引网分段s数据采集单元DQs通过光纤FO与牵引网分段s数据计算单元DCUs连接，牵引网分段s数据计算单元DCUs通过光纤FO与列车运行状态辨识单元ESIU连接；所述牵引网分段s首端数据采集单元用于获取牵引网分段s的首端电流相量和首端电压相量；牵引网分段s末端数据采集单元用于获取牵引网分段s的末端电流相量值和末端电压相量值；分段s数据计算单元用于计算牵引网分段s的电流相量差，牵引网分段s两端电压平均值以及列车有功功率；列车运行状态辨识单元用于根据牵引网分段s内的列车有功功率，判断运行于所述牵引网分段s内的列车的运行状态，并计算全线牵引网列车有功功率判断全线牵引网的列车合成运行状态。
[0005]所述列车运行状态辨识单元ESIU具有每个牵引网分段s内列车运行状态的辨识功能。
[0006]所述列车运行状态辨识单元ESIU具有全线牵引网列车合成运行状态的判断功能。
[0007]本专利技术的目的之二是提供所述分布式发电牵引网列车运行状态辨识方法，包括：针对牵引网分段s，以首端电压相量为参考相量，设电流流进首端和流出末端均为正，获取首端电流相量和首端电压相量，获取牵引网分段s的末端电流相量和末端电压相量；根据首端电流相量和末端电流相量，计算牵引网分段s的电流相量差；根据首端电压相量的有效值和末端电压相量的有效值 ，
计算牵引网分段s两端电压平均值；根据牵引网分段s的电流相量差和分段s两端电压平均值，计算牵引网分段s的列车功率，进一步取其实部得牵引网分段s的列车有功功率，再计算各牵引网分段s的列车有功功率的代数和，得到全线牵引网列车有功功率；通过列车运行状态辨识单元的辨识功能，根据牵引网分段s的列车有功功率，判断运行于所述牵引网分段s的列车运行状态：如果列车有功功率小于零，则判定所述牵引网分段s内的列车的运行状态为再生制动；若列车有功功率大于零，则判定所述牵引网分段s内的列车的运行状态为牵引，若列车有功功率等于零，则判定所述牵引网分段s内的列车的运行状态为惰行或所述判定所述牵引网分段s无列车；通过列车运行状态辨识单元的判断功能，根据全线牵引网列车有功功率判断全线牵引网的列车合成运行状态：如果全线牵引网列车有功功率小于零，则牵引网的列车合成运行状态处于再生制动，此时为牵引网合成再生制动功率；如果全线牵引网列车有功功率大于零，判定牵引网的列车合成运行状态处于牵引状态，此时为牵引网合成牵引功率；如果全线牵引网列车有功功率等于零，则判定牵引网的列车合成运行状态等效于惰行或无列车。
[0008]工作原理为：针对牵引网分段s，以首端电压相量为参考相量，设电流流进首端为正，流出末端为正，获得首端电流相量和首端电压相量，获取牵引网分段s的末端电流相量和末端电压相量；根据所述首端电流相量和末端电流相量，计算牵引网分段s的电流相量差，计算牵引网分段s的电流相量差
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）根据所述首端电压相量和末端电压相量的有效值计算牵引网分段s两端电压平均值压平均值
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）根据所述牵引网分段s的电流相量差和牵引网分段s两端电压平均值计算牵引网分段s的列车功率算牵引网分段s的列车功率
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（3）由此得到的列车功率为本分段内的列车功率，滤除了穿越本分段的发电装置和其他分段列车的功率（潮流）。
[0009]进一步取其实部得牵引网分段s列车有功功率，再计算所述各段的列车有功功率的代数和, 得到全线牵引网列车有功功率得到全线牵引网列车有功功率
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（4）设牵引网分成n段，n≥s≥1。
[0010]根据牵引网分段s的列车有功功率，判断运行于所述牵引网分段s的列车的运行状态：
（1）若小于零，则判定所述牵引网分段s的列车的运行状态为再生制动；（2）若大于零，则判定所述牵引网分段s的列车的运行状态为牵引；（3）若等于零，则判定所述牵引网分段s的列车的运行状态为惰行或无列车。
[0011]根据全线牵引网列车有功功率判断全线牵引网的列车合成运行状态：（1）若小于零，则牵引网的列车合成运行状态处于再生制动，为牵引网合成再生制动功率；（2）若大于零，判定牵引网的列车合成运行状态处于牵引，为牵引网合成牵引功率；（3）若等于零，则判定牵引网的列车合成运行状态等效于惰行或无列车。
[0012]与现有技术相比，本专利技术技术的有益效果是：一，可以滤除穿越本分段的发电装置和其他分段列车的功率（潮流）得到本分段的列车功率，并由其实部得到列车有功功率，由此判断本分段列车的运行状态。
[0013]二，可以获得全线牵引网列车有功功率并判断全线牵引网的列车合成运行状态。
[0014]三，适用于电气化铁路分布式多源发电牵引供电系统的列车运行状态辨识，从牵引供电领域实现整条铁路范围内的列车状态实时跟踪。
[0015]四，为分布式新能源发电系统控制提供了决策依据，为分布式发电牵引供电系统的能量智慧管理提供了重要基础。
[0016]五，可单独计量全线牵引能量、再生制动能量和分布式发电能量，为计算再生能量和分布式发电能量利用效果提供依据。
[0017]六， 原理正确，算法简单可靠，实施方便，可直接应用于既有测控系统，便于工程实践。
附图说明
[0018]图1为本专利技术辨识系统分布示意图。
[0019]图2为本专利技术牵引网分段1结构示意图。
[0020]图3为本专利技术辨识系统结构框图。
[0021]图4为本专利技术辨识本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式发电牵引网列车运行状态辨识系统，在沿铁轨走向的牵引网上设置包含牵引变电所与开闭所的所亭，记为所亭SS1、所亭SS2、
…
、所亭SSm；分布式发电装置DG就近接入所亭，两个相邻所亭之间记为一个牵引网分段s，其中，牵引网分成n段，n≥s≥1；其特征在于：所亭SS1的母线B1通过馈线F1与分段1的首端牵引网连接；所亭SS2的母线B2通过馈线F21与牵引网分段1末端连接，母线B2通过馈线F22与牵引网分段2首端连接，
…
，所亭SSm
‑
1的母线Bm
‑
1通过馈线F(m
‑
1)1与牵引网分段m
‑
2末端连接，母线Bm
‑
1通过馈线F(m
‑
1)2与牵引网分段m
‑
1首端连接，在线路末尾，所亭SSm的母线Bm通过馈线Fm与最后牵引网分段m
‑
1的末端牵引网连接；所亭SS内设有分段s数据采集单元DQs，该牵引网分段s数据采集单元DQs设有牵引网分段s首端数据采集单元NDQs和牵引网分段s末端数据采集单元RDQs，所亭SS内还设有分段s数据计算单元DCUs和列车运行状态辨识单元ESIU；牵引网分段s数据采集单元通过光纤FO与牵引网分段s数据计算单元DCUs连接，牵引网分段s数据计算单元DCUs通过光纤FO与列车运行状态辨识单元ESIU连接；所述牵引网分段s首端数据采集单元NDQs用于获取牵引网分段s的首端电流相量和首端电压相量；牵引网分段s末端数据采集单元RDQs用于获取牵引网分段s的末端电流相量值和末端电压相量值；牵引网分段s数据计算单元DCUs用于计算牵引网分段s的电流相量差，牵引网分段s两端电压平均值以及列车有功功率；列车运行状态辨识单元ESIU用于根据牵引网分段s内的列车有功功率，判断运行于所述牵引网分段s内的列车的运行状态，并计算全线牵引网列车有功功率和判断全线牵引网的列车合成运行状态。2.根据权利要求1所述的一种分布式发电牵引网列车运行状态辨识系统，其特征在于：所述所亭SS1中的母线B1设有电压互感器PT1，母线B2设有电压互感器PT2，
…
，母线Bm设有电压互感器PT
m
；馈线F1设有电流互感器CT1，馈线F21和馈线F22分别设有电流互感器CT
21
和电流互感器CT
22 ，
…
，馈线F(m
‑
1)1和馈线F(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李群湛，王帅，黄小红，易东，吴波，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：