一种电气化铁路应急牵引供电方法转让专利
申请号 : CN202011420256.X
文献号 : CN112428888B
文献日 : 2021-12-17
发明人 : 高仕斌 , 胡海涛 , 黄毅 , 陈俊宇 , 葛银波 , 王科 , 何正友
申请人 : 西南交通大学
摘要 :
权利要求 :
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
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
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
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。
说明书 :
一种电气化铁路应急牵引供电方法
技术领域
背景技术
是,越区供电下,单一变电所供电距离过长,供电能力不足,可靠性不高。在某些不具备没有
越区供电的线路或者牵引网故障(如短路、断线)时,列车将无法从外部获取电能,只能原地
停车等待救援。
乘客的生命安全,列车的制氧、空调等维生设备必须能够长时间应急运行。然而,现有列车
配备的应急电源装置只能进行通风、控制、照明等的设备的短时应急供电,无法满足恶劣场
景下的长时间应急供电需求,更无法提供应急牵引能力。
发明内容
牵引至安全区域,提升电气化铁路牵引供电系统的应急能力。
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:
短到长进行编号;
=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;
安全区域的列车的应急牵引距离由短到长进行编号;
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;
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;
Pe_i,i∈(1,n);
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;
衡;
供电,可起到支撑末端网压、增强系统供电可靠性。
安全区域。
引到安全区域;若车载储能系统容量不够,可使列车应急牵引驶出桥梁、隧道等危险区段再
停车等待救援,保障旅客生命安全。
附图说明
具体实施方式
依次连接,地面源储系统1的两端口分别连接到左牵引网2、右牵引网3。
环节、右四象限整流器114、右隔离变压器115、右开关设备116依次连接构成,并将直流环节
引出构造直流母线117。地面储能系统12由双向DC/DC变流器121和储能装置122构成,双向
DC/DC变流器121一端连接储能装置122,另一端连接直流母线117。新能源发电系统13由并
网变换器131和新能源发电装置132构成,并网变换器131一端连接新能源发电装置132,另
一端连接直流母线117。
环节,DC/AC变流器52的直流端口连接车载储能装置53、交流端口连接列车辅助供电系统。
长对需要进行应急牵引的列车编号,编号顺序依次为1、2……n;并令i=1;
2…x,N1为协助越区供电模式下允许同时应急牵引的最大列车数;车载储能参考功率
Pt_i_ref由下式计算:
地点为应急牵引目标;统计不处于安全区域的列车数量n,并根据应急牵引距离由短到长对
需要进行应急牵引的列车编号,编号顺序依次为1、2…n;对应的,列车应急牵引距离按照列
车编号依次记为L1、L2、…Ln;并令i=1;
应急救援等待时间;
2…x,N2为车所协同应急模式下允许同时应急牵引的最大列车数;车载储能参考功率
Pt_i_ref由下式计算:
地点为应急牵引目的地;统计不处于安全区域的列车数量n,并根据应急牵引距离由短到长
对列车编号,编号顺序依次为1、2…n;对应的,列车应急牵引距离按照列车编号依次记为
L1、L2、…Ln;并令i=1;
救援等待时间;
压;转S408;