一种城轨交通负荷预测方法技术

本发明专利技术提供一种城轨交通负荷预测方法，包括以下步骤：(1)采集数据及设定边界条件；(2)列车质量换算，列车质量换算公式为：列车总重量×(1+回转质量系数)；(3)牵引用电负荷估算；(4)地铁牵引年用电量估算；(5)动力照明用电估算；(6)地铁总用电估算，即地铁总用电估算等于动力照明用电与地铁牵引年用电量之和。一种城轨交通负荷预测方法，可预测城市地下列车最大牵引力负荷和年用电情况，为更好地掌握地铁负荷的特点、分析其对电网的影响提供更准确的负荷、电量数据，同时对掌握地铁负荷特点、分析其对电网的影响起到了分析作用。

【技术实现步骤摘要】
一种城轨交通负荷预测方法
本专利技术涉及轨道交通负荷预测
，尤其涉及一种城轨交通负荷预测方法。
技术介绍
随着经济的迅速发展，我国城市化趋势越来越明显，人类的交往越来越多，各大中型城市交通拥挤问题也越来越严峻，地铁作为一种交通工具随即兴起。到前，城市轨道交通己经成为解决各大中型城市公共交通拥堵矛盾的重要途径。城市轨道交通通常指地下铁路，狭义上专指在地底运行为主的城市铁路系统，是公共交通运输系统铁路化的产物。地铁具有运输能力强、速度快捷、安全可靠、准时方便、无污染等特点，是居民出行时首选的交通工具。同样，地铁作为现阶段城市最大的基础设施之一和交通系统的骨干，也是评估城市现代化程度的重要指标，对促进城市繁荣发展、实现城市经济可持续发展起到举足轻重的作用。由于地铁具有独特优势，各大城市纷纷投资建设，使得发展迅速。城市轨道交通运量大，在高峰小时内，地铁单向可运送3万～6万人，轻轨最大可运3万人；远远超过普通公交车辆的运力。此外，地铁平均运行时速为30-60km/h，最高可达100km/h，轻轨平均运行时速为18-40km/h，由于交通堵塞，普通公交的行车速度下降到10-13km/h，车辆人口密集的城市，普通公交的行车速度将会降至更低。由于地铁具有独特的优点，人们越来越认识到，地铁是解决城市交通问题的最佳交通运输工具。随着我国地铁的快速发展，地铁牵引供电系统已经成为电力系统的重要用户之一，地铁负荷已经成为电力系统中特殊的重要负荷。目前，全国已有地铁线路的年用电量估计在亿度的等级，属于耗能较大的负荷，对于地区城市电网而言，这类负荷是不可忽略的。现阶段，地铁负荷呈现出移动性、时变性、非线性等特点。同时，地铁负荷还存在着一些特殊性：一方面地铁运行时，列车不断地起停、加速减速，使得地铁负荷随时间变化呈现出较大的波动性；另一方面，地铁牵引供电网络是一个交直流混合的网络系统。由于地铁负荷存在的这些特点及特殊性，会导致现有的方法始终无法准确的对地铁负荷进行准确的计算及预测。
技术实现思路
本专利技术要解决以上技术问题，提供一种城轨交通负荷预测方法，可预测城市地下列车最大牵引力负荷和年用电情况，为更好地掌握地铁负荷的特点、分析其对电网的影响提供更准确的负荷、电量数据。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种城轨交通负荷预测方法，包括以下步骤：(1)采集数据及设定边界条件；(2)列车质量换算，列车质量换算公式为：列车总重量×(1+回转质量系数)①其中，列车总重量＝列车自重+列车载重；回转质量系数为0.1；(3)牵引用电负荷估算，牵引负荷最大平均需用功率Ptm(kW)按照以下公式计算：其中，L：供电距离或两座牵引变电所间距或者线路长度，单位km；H：髙峰小时列车开行对数，单位列；V：列车旅行速度，单位km/h；G：列车总重量，单位t；U：直流牵引网电压，单位V；N：列车编组数；a：列车车辆吨公里用电量，单位kW.h/t.km，取0.065-0.12kW.h/t.km；KV：电流转换系数，取值1.15-1.25；tu：线路折返时间，为0.1h；(4)地铁牵引年用电量估算，全线牵引年用电量为：Wkm＝△AGMTL③其中，L：供电距离或两座牵引变电所间距或者线路长度，单位km；G：列车总重量，单位t；M：从始发站每天发车总数往返，单位列；T：一年天数365天；△A：列车年平均单位能耗，单位kW.h/t.km；(5)动力照明用电估算；(6)地铁总用电估算，即地铁总用电估算等于动力照明用电与地铁牵引年用电量之和。所述步骤(1)中采集数据包括以下数据：①供电距离或两座牵引变电所间距或者线路长度；②髙峰小时列车开行对数；③列车旅行速度；④列车总重量；⑤直流牵引网电压；⑥列车编组数；⑦列车车辆吨公里用电量；⑧电流转换系数；⑨线路折返时间；所述步骤(1)中设定边界条件为：按照列车带有空调计算；按照空载(AW0)、满座(AW1)、定员(AW2)和超员(AW3)分别计算，乘客平均重量61kg。所述步骤(4)中动力照明用电计算公式为：各月∑(各类型车站平均用电×个数)。本专利技术具有的优点和积极效果是：一种城轨交通负荷预测方法，可预测城市地下列车最大牵引力负荷和年用电情况，为更好地掌握地铁负荷的特点、分析其对电网的影响提供更准确的负荷、电量数据，同时对掌握地铁负荷特点、分析其对电网的影响起到了分析作用。附图说明图1是一种城轨交通负荷预测方法实施例中列车自重及载荷情况；图2是一种城轨交通负荷预测方法实施例中牵引变电所间距；图3是一种城轨交通负荷预测方法实施例中不同负载工况下的牵引高峰小时需用功率；图4是一种城轨交通负荷预测方法实施例中初期、中期及后期全日行车计划；图5是一种城轨交通负荷预测方法实施例中不同负载工况下的单位年用电量；图6是一种城轨交通负荷预测方法实施例中不同负载工况下的年用电量；图7是一种城轨交通负荷预测方法实施例中各类型车站的月均动力照明能耗；图8是一种城轨交通负荷预测方法实施例中地铁动力照明用电情况。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细说明。如图1-8所示，一种城轨交通负荷预测方法，包括如下步骤：(1)数据采集及边界条件：采集有关地下列车的主要参数，包括车辆选型和系统设计运输能力相关指标。具体包括：1供电距离或两座牵引变电所间距或者线路长度；2髙峰小时列车开行对数；3列车旅行速度；4列车总重量；5直流牵引网电压；6列车编组数；7列车车辆吨公里用电量，与车辆本身的用电特性、线路坡度、曲线半径、附加阻力和平均站间距等因素相关；8电流转换系数，与列车带电运行时的电流波形有效系数有关；9线路折返时间。假定边界条件：按照列车带有空调计算；按照空载(AW0)、满座(AW1)、定员(AW2)和超员(AW3)分别计算，乘客平均重量61kg；(2)列车质量换算列车总重量＝列车自重+列车载重；列车换算质量公式＝列车总重量×(1+回转质量系数)。根据《牵引计算规程》可知，电力机车的回转质量系数一般取0.06。对于地铁列车来说，由于站间距离较短，车辆起动频繁，可取为0.1。(3)牵引用电负荷估算列车牵引负荷与车辆选型和系统设计运输能力相关，在进行地铁牵引年用电负荷估算时，牵引负荷最大平均需用功率Ptm(kW)按照以下公式计算。其中，L—供电距离或两座牵引变电所间距或者线路长度，单位km；H—髙峰小时列车开行对数，单位列；V—列车旅行速度，单位km/h；G—列车总重量，单位t；U—直流牵引网电压，单位V；N—列车编组数；a—列车车辆吨公里用电量，单位kW.h/t.km，与车辆本身的用电特性、线路坡度、曲线半径、附加阻力和平均站间距等因素相关，一般取0.065-0.12kW.h/t.km；KV—电流转换系数，与列车带电运行时的电流波形有效系数有关，一般取值1.15-1.25；tu—线路折返时间，估计为0.1h。(4)地铁牵引年用电量估算地铁用电负荷的特点是最大高峰小时发生在早高峰小时，与城市其他用户的用电高峰不重叠，故不会对城市电网造成太大的冲击。己知地铁线路长度为L，全线牵引年用电量为：Wkm＝△AGMTL根据地铁设计规范，估算地铁牵引年用电量时，需要具备以下计算条件：车流密度：N对/h；列车编组：3-8节/列；一列列车总重：G/t；列车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城轨交通负荷预测方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)采集数据及设定边界条件；(2)列车质量换算，列车质量换算公式为：列车总重量×(1+回转质量系数)①其中，列车总重量＝列车自重+列车载重；回转质量系数为0.1；(3)牵引用电负荷估算，牵引负荷最大平均需用功率Ptm(kW)按照以下公式计算：

【技术特征摘要】
1.一种城轨交通负荷预测方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)采集数据及设定边界条件；(2)列车质量换算，列车质量换算公式为：列车总重量×(1+回转质量系数)①其中，列车总重量＝列车自重+列车载重；回转质量系数为0.1；(3)牵引用电负荷估算，牵引负荷最大平均需用功率Ptm(kW)按照以下公式计算：其中，L：供电距离或两座牵引变电所间距或者线路长度，单位km；H：髙峰小时列车开行对数，单位列；V：列车旅行速度，单位km/h；G：列车总重量，单位t；U：直流牵引网电压，单位V；N：列车编组数；a：列车车辆吨公里用电量，单位kW.h/t.km，取0.065-0.12kW.h/t.km；KV：电流转换系数，取值1.15-1.25；tu：线路折返时间，为0.1h；(4)地铁牵引年用电量估算，全线牵引年用电量为：Wkm＝ΔAGMTL③其中，L：供电距离或两座牵引变电所间距或者线路长度，单位km；G：列车...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦晶晶，孙冠男，严俊，李文龙，陶永晋，李玉松，陈洪柱，张艳来，袁晔，王芳，周维宏，聂桂春，万永波，
申请(专利权)人：天津天大求实电力新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12