The invention discloses an optimization method for improving the utilization ratio of regenerative braking energy of Metro trains, which includes steps 1: equivalent expression of regenerative braking energy utilization ratio based on overlapping time of traction and braking of adjacent trains in the same power supply section; step 2: establishment of integer programming model for tracking operation of the same direction train; step 3: establishment of integer programming model for tracking operation of opposite direction train; step 4: adoption of modification; The improved differential evolution algorithm solves the integer programming model of train tracking operation, and obtains the optimized train departure interval, stop time and opposite time. Aiming at the peak and non-peak periods in the morning and evening, aiming at maximizing the overlap time of train traction and braking, the optimization model of train tracking operation is established. Through improved differential evolution algorithm, the departure interval, stop time and turn-on time of train are optimized, the overlap time of adjacent train or opposite train traction and braking is increased, and the utilization rate of regenerative energy is increased. Reduce the total energy consumption of the system.
【技术实现步骤摘要】
一种提高地铁列车再生制动能利用率的优化方法
本专利技术涉及一种提高地铁列车再生制动能利用率的优化方法，属于城市轨道交通控制
技术介绍
城市轨道交通具有安全、舒适、准点、节能等特点，一直以来都是各个大中型城市重点发展的公共交通方式，在地铁建设里程和运量增加的同时，地铁系统的能耗也迅速上升，而列车牵引能耗又是列车总能耗的主要部分，因此，降低列车牵引能耗对减少地铁系统的能源消耗有极其重要的意义。现有研究中，研究者通过优化列车速度曲线、改进列车运行控制策略等方法降低列车运行能耗，取得了大量的研究成果。但是，在不改变列车既定运行图的情况下，通过优化单列车速度曲线和改进列车运行控制策略的方法减少列车牵引能量的消耗是十分有限的；另一方面，城市轨道交通列车作为电气化列车的一种，具有发车间隔短、启制动频繁的特点，其在制动过程中产生可观的再生制动能量(再生能量)，再生能量的有效利用可在很大程度上降低列车运行总能耗。目前，对再生能量的利用主要包括电阻耗能式、储能回馈式和邻车吸收式三种，前两种属于间接利用方式，其中电阻耗能式是将再生制动能以热能的形式耗散掉，该方式不仅不能有效利...
【技术保护点】
1.一种提高地铁列车再生制动能利用率的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据同供电区间相邻列车牵引和制动的重叠时间，等效表示出再生制动能利用率；步骤2：建立同向列车追踪运行整数规划模型；步骤3：建立对向列车追踪运行整数规划模型；步骤4：采用改进的差分进化算法求解列车追踪运行整数规划模型，得到优化的列车发车间隔、停站时间和对开时间。
【技术特征摘要】
1.一种提高地铁列车再生制动能利用率的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据同供电区间相邻列车牵引和制动的重叠时间，等效表示出再生制动能利用率；步骤2：建立同向列车追踪运行整数规划模型；步骤3：建立对向列车追踪运行整数规划模型；步骤4：采用改进的差分进化算法求解列车追踪运行整数规划模型，得到优化的列车发车间隔、停站时间和对开时间。2.根据权利要求1所述的一种提高地铁列车再生制动能利用率的优化方法，其特征在于，所述步骤1中，根据同供电区间相邻列车牵引和制动的重叠时间，可将再生制动能表示为：Eu＝Er(i,i+1)×T(i,i+1)/tb(i,i+1)(1)其中，Eu表示被利用的再生制动能，Er表示列车i或i+1在制动过程中产生的再生制动能，T(i,i+1)表示列车i和i+1牵引和制动阶段的重叠时间，tb(i,i+1)表示列车i或i+1的制动时间。根据列车i和i+1牵引和制动阶段的重叠时间以及列车i或i+1的制动时间可将再生制动能的利用率λ(i,i+1)表示为：3.根据权利要求1所述的一种提高地铁列车再生制动能利用率的优化方法，其特征在于，所述步骤2中，针对早晚高峰期，同向列车追踪运行中，所有列车在所有车站的重叠时间T1(i,n)为：其中，n＝1,2,…N表示第n个车站，N表示车站数量，即总共有N个站；I表示下行方向的列车数量；i＝1,2,…I表示第i辆下行方向的列车，t1表示列车i制动阶段和列车i+1牵引阶段的重叠时间，η1(n-1,n)表示列车i+1和i是否在同一供电区间，如在同一供电区间，则η1(n-1,n)＝1，否则η1(n-1,n)＝0，此时列车i处于制动阶段；t2表示列车i牵引阶段和列车i+1制动阶段的重叠时间，η2(n-1,n+1)表示列车i+1和i是否在同一供电区间，如在同一供电区间，则η2(n-1,n+1)＝1，否则η2(n-1,n+1)＝0，此时列车i处于牵引阶段。在早晚高峰期，以重叠时间最大化为目标的同向列车追踪运行整数规划模型为：其中，约束条件分别是停站时间约束、发车间隔约束、站间运行时间约束、总旅行时间约束、以及时间整数约束，该模型中不考虑上行方向和下行方向的列车对开时间约束，和分别表示列车i到达站n和n+1的时刻；和分别表示列车i和i+1离开站n的时刻；表示列车i在站n的停站时间，分别为的下限和上限；th表示列车发车间隔，分别为th的下限和上限；ti(n,n+1)表示列车i在站n和站n+1间运行时间；tT表示列车全程运行时间，分别为tT的下限和上限，Z代表变量，其中，和为整数。4.根据权利要求1所述的一种提高地铁列车再生制动能利用率的优化方法，其特征在于，所述步骤3中，非高峰期对向追踪运行情况下，所有列车在所有车站的重叠时间T2(i,j,n)可表示为：其中，t3(i,j,n)表示对向列车追踪时上行列车i和下行列车j在站n的重叠时间；对向追踪运行...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘娣，朱松青，许有熊，乔贵方，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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