一种基于城轨柔性牵引供电系统的变电站电压自适应控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于城轨柔性牵引供电系统的变电站电压自适应控制方法，涉及变电站电压控制技术领域，其技术方案要点是：基于城轨柔性牵引供电系统，根据多站牵引变电所区间是否在同一主变电所的供电范围内，分析了再生制动能量流动路径

【技术实现步骤摘要】
一种基于城轨柔性牵引供电系统的变电站电压自适应控制方法


[0001]本专利技术涉及变电站电压控制
，更具体地说，它涉及一种基于城轨柔性牵引供电系统的变电站电压自适应控制方法
。

技术介绍

[0002]城轨交通站间距短，列车起停频繁，会产生大量的再生制动能量
。
由于传统的二极管整流机组具有单向导电性，无法对再生制动能量进行回收
。
随着电力电子技术的发展，基于四象限变流和
PWM
技术的大容量全控电压源型变流器
(Voltage Source Converter,VSC)
受到了越来越多的关注
。
柔性牵引供电系统采用
VSC
取代传统的二极管整流机组，可以进行交直流能量转换，同时实现二极管整流机组和能馈的功能
。
同时具有提高供电质量，直流侧电压可控的优点
。
通过控制直流侧电压能够实现主动调配牵引供电系统交直流潮流，进行源
‑
网
‑
荷的协同配合，从而减少系统能耗
。
因此变电站电压控制方法十分重要
。
[0003]基于
VSC
的牵引变电站电压可控，变电站电压会影响系统潮流分布，因此变电站电压控制方法十分重要
。
目前对大容量
VSC
完全取代二极管整流装置的变电站电压控制方法研究比较少
。
对分散供电系统有一些实时优化的方案，但不适用于集中供电系统
。
对集中供电系统来说，采用比较多的包括恒压控制和下垂控制两种
。
但恒压控制没考虑变电站之间的协同配合，不利于再生制动能量的分配，其控制性能有待提高
。
下垂控制主要是对空载电压和下垂斜率进行优化，有利于再生制动能量在变电站之间的分配
。
但目前的研究未结合实际运行过程中列车负荷的变化，存在进一步的改进空间
。
[0004]因此本专利技术提出一种考虑列车动态运行的柔性牵引供电系统变电站电压自适应调整方法
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种基于城轨柔性牵引供电系统的变电站电压自适应控制方法
。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于城轨柔性牵引供电系统的变电站电压自适应控制方法，包括以下步骤：
[0007]S1、
选择多个牵引变电所建立区间，据区间内有无交互功率计算
S_deta
或
S_sum
及区间列车功率和
P_sum
作为输入变量；
[0008]S2、
建立模糊规整库，并根据输入变量进行模糊推理得到变电站下垂斜率的取值；
[0009]S3、
采用电压电流双闭环控制；将得到的下垂斜率的取值输入到变流器底层控制，上层控制结果为指令值，通过电压电流的双闭环控制变电站电压的输出；
[0010]所述模糊规整库包括：所选牵引变电站区间是否在同一住所的供电范围内；区间内是否有制动能量需要交互；
[0011]步骤
S1
中，
S_deta
为当区间内存在交互功率时，牵引功率和制动功率最大的两列
车之间的距离，
S_sum
为当区间内不存在交互功率时，列车功率最大的两列车到变电站的最小距离和
。
[0012]本专利技术进一步设置为：所述模糊规则的制定以城市电网提供给系统的能量
E
acgridrec
为目标，其表达式如式
(1)
所示；
[0013]E
acgridrec
＝
∫
Pacgrid
dt
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0014]其中，
P
acgrid
为城市电网提供的功率，在每时刻使城市电网提供的功率最小；
[0015]模糊推理每隔一个调整周期计算一次输入量，将每个输入量转换论域的数值，求解该值的隶属度；通过模糊规则库利用模糊逻辑进行推论，求解输出量在论域的数值，最后通过解模糊化求解出输出量
。
[0016]本专利技术进一步设置为：所述变电站下垂斜率的控制方法：每次以三个变电站为一个区间进行计算的，得到三个变电站的斜率；每个变电站先按照模糊推理采集区间内的列车的信息，然后利用模糊算法计算出三个变电站的斜率；在全线中，每个站都会被计算两次
/
三次下垂斜率，最后每个站取两个
/
三个下垂斜率的平均值作为该站下垂斜率
。
[0017]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]基于城轨柔性牵引供电系统，根据多站牵引变电所区间是否在同一主变电所的供电范围内，分析了再生制动能量流动路径
。
建模分析了变电站电压特性对系统能流的影响
。
基于模糊逻辑控制，提出了一种变电站电压自适应调整方法，该方法能够根据列车状态对变电站下垂斜率做出自适应调整，优化了城市电网供电方案，减少了不必要的能量供给，实现了实时更优的控制
。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例中柔性牵引供电系统结构图；
[0020]图2是本专利技术实施例中同一主变电所供电范围内的再生制动能量流动路径图；
[0021]图3是本专利技术实施例中不同主变电所供电范围内的再生制动能量流动路径图；
[0022]图4是本专利技术实施例中柔性牵引供电系统变电站电压自适应策略控制框图；
[0023]图5是本专利技术实施例中基于模糊逻辑控制的变电站电压自适应调整流程图；
[0024]图6是本专利技术实施例中某地铁线路示意图
。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术的实施例及附图，对本专利技术的技术方案进行进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围
。
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
下面将结合实施例来详细说明本专利技术
。
[0027]实施例：
[0028]柔性直流牵引供电系统如图1所示
。
[0029]城市轨道交通柔性牵引供电系统采用集中式供电方式
。
系统有多个主变电所，正常情况下，每座主变电所独立运行，各自承担其供电范围内的所有牵引和动力照明负荷
。
在
同一主所承担的供电范围内，当列车制动时，其再生制动能量有三条流动路径
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于城轨柔性牵引供电系统的变电站电压自适应控制方法，其特征是，包括以下步骤：
S1、
选择多个牵引变电所建立区间，据区间内有无交互功率计算
S_deta
或
S_sum
及区间列车功率和
P_sum
作为输入变量；
S2、
建立模糊规整库，并根据输入变量进行模糊推理得到变电站下垂斜率的取值；
S3、
采用电压电流双闭环控制；将得到的下垂斜率的取值输入到变流器底层控制，上层控制结果为指令值，通过电压电流的双闭环控制变电站电压的输出；步骤
S1
中，
S_deta
为当区间内存在交互功率时，牵引功率和制动功率最大的两列车之间的距离，
S_sum
为当区间内不存在交互功率时，列车功率最大的两列车到变电站的最小距离和
。2.
一种基于城轨柔性牵引供电系统的变电站电压自适应控制方法，其特征是：所述模糊规整库包括：所选牵引变电站区间是否在同一住所的供电范围内；区间内是否有制动能量需要交互
。3.
根据权利要求2所述的一种基于城轨柔性牵引供电系统的变电站电压自适应控制方法，其特征是：所述模糊规则的制定以城市电网提供给系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阔，杨中平，林飞，钟志宏，孙湖，方晓春，
申请(专利权)人：北京北交本有科技有限公司，
类型：发明
国别省市：