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专利号: 202011420256X
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电气化铁路应急牵引供电方法,其特指在于,所述电气化铁路包括多个供电区段,每个供电区段设置有地面源储系统,行驶在供电区段的列车设置有车载储能系统;包括步骤一:根据故障供电区段的故障类型,选择应急运行模式:如故障供电区段为牵引网故障,则应急运行模式为列车自应急模式,否则继续判别:如故障供电区段为主电源故障且越区供电发生,则应急运行模式为协助越区供电模式,否则应急运行模式为车所协同应急模式;

步骤二:生成列车自应急模式、协助越区供电模式或车所协同应急模式的应急控制指令,具体为:生成协助越区供电模式的应急控制指令:

1.1以列车行车方向上的正常供电区段为应急牵引目标;

1.2获取故障区段上编号为i的列车的车载储能系统的可放电功率PtM_i、现有能量WtM_i,得到列车i的车载储能系统可用于应急牵引的功率Pt_i:其中,i根据应急牵引距离由短到长进行编号;

如WtM_i

1.3生成应急控制指令;

所述应急控制指令,包括故障区段内前x辆编号为i的列车的应急牵引指令:包括列车i的应急牵引目标、应急牵引速度ve和可用于应急牵引的参考功率Pt_i_ref=Pt_i;其中,x=1,

2,…min(N1,n),N1为故障区段内允许同时应急牵引的最大列车数,n为故障区段内所有列车数;

所述应急控制指令,还包括地面源储系统的网压支撑指令;生成车所协同应急模式的应急控制指令,包括:

2.1以列车最近安全区域为应急牵引目标,获取故障区段上编号为i的列车到最近安全区域的距离Li;所述安全区域为正常供电区段、车站或牵引变电所;其中,i根据不处于安全区域的列车的应急牵引距离由短到长进行编号;

2.2获取列车i的车载储能系统的可放电功率PtM_i、现有能量WtM_i,得到列车i的车载储能系统可用于应急牵引的功率Pt_i和能量Wt_i:如WtM_i

其中,WD_i为列车i车载储能系统保障列车自身设备用电需求功率PD_i及预设时长T所需预留的能量;

2.3计算列车i到应急牵引目标所需的牵引功率Pe_i和能量We_i;

2.4如Wt_i

如Pt_i>Pe_i,则 否则

其中,Pt_i_ref为列车i车载储能提供的参考应急牵引功率,Pi_ref为地面源储系统为列车i提供的参考应急牵引功率,vem为应急牵引速度;;

2.5生成应急控制指令;

所述应急控制指令,包括故障区段内前x辆编号为i的列车的应急牵引指令:包括列车i的应急牵引目标、应急牵引速度vem和可用于应急牵引的功率Pt_i_ref;其中,x=1,2,…min(N2,n),N2为故障区段内允许同时应急牵引的最大列车数,n为故障区段内不处于安全区域的列车数;

所述应急控制指令,还包括地面源储系统的功率指令 生成列车自应急模式的应急控制指令,包括:

3.1以列车最近安全区域为应急牵引目标,获取故障区段上编号为i的列车到最近安全区域的应急牵引距离Li;所述安全区域为正常供电区段、车站或牵引变电所;其中,i根据不处于安全区域的列车的应急牵引距离由短到长进行编号;

3.2获取列车i的车载储能系统的可放电功率PtM_i、现有能量WtM_i,得到列车i的车载储能系统可用于应急牵引的功率Pt_i和能量Wt_i:如WtM_i

其中,WD_i为列车i车载储能系统保障列车自身设备用电需求功率PD_i及预设时长T所需预留的能量;

3.3根据列车应急牵引距离Li,以及预设的应急牵引速度vemr,计算列车i到应急牵引目标所需的牵引功率Pe_i和能量We_i;

3.4依次判定列车i是否可应急牵引以及是否更新应急牵引目标:

3.4.1判断Pt_i

3.4.2判断Wt_i>We_i是否成立,若否,进入3.4.4;若是,继续;

3.4.3结合定位信息、线路信息,判断自牵引路径上是否有不可应急牵引的列车,若否,令STi=1,转3.5;若是,继续;

3.4.4若列车i处于危险区段,以驶出危险区段为更新的应急牵引目标,计算其应急牵引距离,转3.3;否则,令STi=0,继续;所述危险区段包括桥梁和隧道;

3.5生成应急控制指令;

所述应急控制指令,包括故障区段内不处于安全区域的列车的应急牵引指令:包括STi=1的列车的应急牵引目标、应急牵引速度vemr和可用于应急牵引的参考功率Pt_i_ref=Pe_i,i∈(1,n);

步骤三:车载储能系统和地面源储系统根据应急控制指令控制,包括:车载储能系统根据接收到的应急牵引指令,按给定的应急牵引速度及目标启动列车应急牵引,并控制车载DC/DC变流器以Pt_i_ref提供功率;

地面源储系统接收到的应急控制指令为网压支撑指令,则控制背靠背变流设备将左牵引网、右牵引网网压控制在网压下限阈值UL与网压上限阈值UH之间;地面储能系统、新能源发电系统根据背靠背变流设备的功率需求调整出力,使直流母线上功率平衡;

地面源储系统接收到的应急控制指令为功率指令,则控制背靠背变流设备将左右牵引网网压控制在UN,地面储能系统、新能源发电系统共同出力Pref,使直流母线上功率平衡;

地面源储系统如未接收到应急控制指令,则背靠背变流设备停机,地面储能系统吸收新能源发电系统功率,使直流母线上功率平衡。