地面储能装置等效建模的方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地面储能装置等效建模的方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，包括：获取地面储能装置的实际测量值；调用预设的等效模型、等效参数以及预设等效条件之间的对应关系，所述预设等效条件依据所述地面储能装置的参数值设置得到；当所述实际测量值符合所述预设等效条件时，根据所述对应关系，建立所述地面储能装置的等效模型，确定所述地面储能装置的等效参数。本发明专利技术所提供的方法、装置、设备及计算机可读存储介质可以在不影响计算精度的前提下，降低地面储能设备等效建模的难度。

Equivalent Modeling Method, Device, Equipment and Storage Media of Ground Energy Storage Device

【技术实现步骤摘要】
地面储能装置等效建模的方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及城市轨道交通制动系统领域，特别是涉及一种地面储能装置等效建模的方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
城市轨道交通列车的制动系统包括电制动和机械制动。当列车开始制动时，通常采用电制动，牵引电机由电动机状态转换成发电机状态，将车辆行进的动能转换成电能产生制动力。当速度降到一定值时，再由电制动换成机械制动。采用电制动，将再生的能量反馈到直流牵引网，供其它列车使用，称为再生制动。但是这部分电能一般不能完全被线路上其他正在运行的车辆吸收，而这部分多余电能会引起直流牵引网电压的升高。直流牵引网电压升高到一定程度，其结果可能是灾难性的。为此需要装设再生制动能量利用装置，将多余的再生制动能量吸收或回馈，从而将电网电压控制在额定值。目前再生制动能量利用装置主要有三种：制动电阻、地面回馈装置、储能装置。制动电阻将剩余再生制动能量通过热能消耗，这种处理方式不仅造成了能量的大量浪费，同时滞留在列车或隧道的热能增加了环控系统的压力。城市轨道交通由于其运量大，站间距短，车辆启动、制动频繁，消耗在制动电阻上的能量十分可观。地面回馈装置在牵引变电所安装，与直流牵引网相连，将剩余的再生制动能量逆变成交流，经隔离变压器输入到35kV城市轨道中压环网或400V车站用电系统。地面储能装置中，储能元件经过双向DC/DC变换器和牵引网并联。地面储能装置以牵引网网压为判据，通过充、放电来存储和再利用制动能量，稳定牵引网网压。地面回馈装置能量回馈效率高，兼具无功补偿功能，综合性价比较高，但是再生制动能量的短时冲击，仍有可能逆功率注入110kV电力系统PCC。储能装置在直流牵引侧利用剩余再生制动能量，兼具稳定牵引网网压功能，但储能装置成本较高，体积较大。这两种技术各有优势，都具有发展前景和推广趋势。地面储能装置是近年来研究的热点，国内对地面储能装置的研究主要集中在装置本身的控制策略、主电路拓扑结构、传输特性、电能质量控制等，而对其在牵引供电系统潮流仿真分析中的建模研究相较甚少。地面储能装置的牵引供电系统建模与潮流分析仿真，是完成相关牵引供电计算、地面储能装置的位置、容量、数量等方案优化和能量反馈效果评估等研究工作的基础。国内对地面储能装置的研究主要集中在装置本身的控制策略、主电路拓扑结构、传输特性、电能质量控制等，而对其在牵引供电系统潮流仿真分析中的等效建模研究相较甚少。传统的地面储能装置数学建模方法是根据地面储能装置的主电路、控制策略，深入研究其电气耦合关系，列写大量的微积分方程，并逐一推导其数学模型，最后选择合适的算法进行解算。该方法建立的模型较为精确，但存在以下问题：需要深入研究地面超级电容储能装置各电气量的耦合关系，建模难度大；需全面了解主电路拓扑结构、控制策略，并获取详尽的参数；算法组织复杂；数学模型推导繁琐、工作量大；非线性方程组解算容易发散，且耗时较长等。综上所述可以看出，如何在不影响精度的前提下降低等效建模的难度是目前有待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种地面储能装置等效建模的方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以解决现有技术中地面储能装置等效建模难度大的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种地面储能装置等效建模的方法，包括：获取地面储能装置的实际测量值；调用预设的等效模型、等效参数以及预设等效条件之间的对应关系，所述预设等效条件依据所述地面储能装置的参数值设置得到；当所述实际测量值符合所述预设等效条件时，根据所述对应关系，建立所述地面储能装置的等效模型，确定所述地面储能装置的等效参数。优选地，所述地面储能装置的实际测量值包括：网侧电压、网侧电流、等效阻抗以及储能元件电压。优选地，所述地面储能装置的参数值包括：充电门槛电压值、放电门槛电压值、充电模式退出运行的滞环电压值、放电模式退出运行的滞环电压值、储备元件最低工作电压门槛值、储备元件最高工作电压门槛值、额定充电电流以及额定放电电流。优选地，当所述地面储能装置处于充电模式时，所述当所述实际测量值符合所述预设等效条件时，根据所述对应关系，建立所述地面储能装置的等效模型，确定所述地面储能装置的等效参数包括：当所述网侧电压大于所述放电门槛电压值小于所述充电门槛电压值，所述地面储能装置等效为无穷大电阻；当所述网侧电压大于等于所述充电门槛电压值，且所述网侧电流小于零，所述地面储能装置等效为无穷大电阻；当所述网侧电压大于等于所述充电门槛电压值、所述网侧电流大于等于零且所述储备元件电压小于所述储备元件最高工作电压门槛值，所述地面储能装置等效为所述网侧电流等于所述额定充电电流的电流源；当所述网侧电压小于等于所述放电门槛电压值，且所述储能元件电压小于所述储备元件最高工作电压门槛值，所述地面储能装置等效为所述网侧电流等于所述额定充电电流的电流源；当所述网侧电压大于等于所述充电门槛电压值，且所述储能元件电压大于等于所述储备元件最高工作电压门槛值，所述地面储能装置等效为无穷大电阻。优选地，当所述地面储能装置处于放电模式时，所述当所述实际测量值符合所述预设等效条件时，根据所述对应关系，建立所述地面储能装置的等效模型，确定所述地面储能装置的等效参数包括：当所述网侧电压大于所述放电门槛电压值小于所述充电门槛电压值，所述地面储能装置等效为无穷大电阻；当所述网侧电压小于等于所述充电门槛电压值，且所述网侧电流大于零，所述地面储能装置等效为无穷大电阻；当所述网侧电压小于等于所述充电门槛电压值、所述网侧电流小于等于零且所述储备元件电压小于所述储备元件最低工作电压门槛值，所述地面储能装置等效为所述网侧电流等于所述额定充电电流的电流源；当所述网侧电压大于等于所述放电门槛电压值，且所述储能元件电压大于所述储备元件最低工作电压门槛值，所述地面储能装置等效为所述网侧电流等于所述额定充电电流的电流源；当所述网侧电压小于等于所述充电门槛电压值，且所述储能元件电压小于等于所述储备元件最低工作电压门槛值，所述地面储能装置等效为无穷大电阻。本专利技术还提供了一种地面储能装置等效建模的装置，包括：获取模块，用于获取地面储能装置的实际测量值；调用模块，用于调用预设的等效模型、等效参数以及预设等效条件之间的对应关系，所述预设等效条件依据所述地面储能装置的参数值设置得到；建立模块，用于当所述实际测量值符合所述预设等效条件时，根据所述对应关系，建立所述地面储能装置的等效模型，确定所述地面储能装置的等效参数。优选地，所述地面储能装置的实际测量值包括：网侧电压、网侧电流、等效阻抗以及储能元件电压。优选地，所述地面储能装置的参数值包括：充电门槛电压值、放电门槛电压值、充电模式退出运行的滞环电压值、放电模式退出运行的滞环电压值、储备元件最低工作电压门槛值、储备元件最高工作电压门槛值、额定充电电流以及额定放电电流。本专利技术还提供了一种地面储能装置等效建模的设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述地面储能装置等效建模的方法的步骤。本专利技术还提供了一种地面储能装置等效建模的计算机可读存储介质，包括：所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如任一项所述地面储能装置等效建模的方法的步骤。本专利技术所提供的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地面储能装置等效建模的方法，其特征在于，包括：获取地面储能装置的实际测量值；调用预设的等效模型、等效参数以及预设等效条件之间的对应关系，所述预设等效条件依据所述地面储能装置的参数值设置得到；当所述实际测量值符合所述预设等效条件时，根据所述对应关系，建立所述地面储能装置的等效模型，确定所述地面储能装置的等效参数。

【技术特征摘要】
1.一种地面储能装置等效建模的方法，其特征在于，包括：获取地面储能装置的实际测量值；调用预设的等效模型、等效参数以及预设等效条件之间的对应关系，所述预设等效条件依据所述地面储能装置的参数值设置得到；当所述实际测量值符合所述预设等效条件时，根据所述对应关系，建立所述地面储能装置的等效模型，确定所述地面储能装置的等效参数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地面储能装置的实际测量值包括：网侧电压、网侧电流、等效阻抗以及储能元件电压。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述地面储能装置的参数值包括：充电门槛电压值、放电门槛电压值、充电模式退出运行的滞环电压值、放电模式退出运行的滞环电压值、储备元件最低工作电压门槛值、储备元件最高工作电压门槛值、额定充电电流以及额定放电电流。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述地面储能装置处于充电模式时，所述当所述实际测量值符合所述预设等效条件时，根据所述对应关系，建立所述地面储能装置的等效模型，确定所述地面储能装置的等效参数包括：当所述网侧电压大于所述放电门槛电压值小于所述充电门槛电压值，所述地面储能装置等效为无穷大电阻；当所述网侧电压大于等于所述充电门槛电压值，且所述网侧电流小于零，所述地面储能装置等效为无穷大电阻；当所述网侧电压大于等于所述充电门槛电压值、所述网侧电流大于等于零且所述储备元件电压小于所述储备元件最高工作电压门槛值，所述地面储能装置等效为所述网侧电流等于所述额定充电电流的电流源；当所述网侧电压小于等于所述放电门槛电压值，且所述储能元件电压小于所述储备元件最高工作电压门槛值，所述地面储能装置等效为所述网侧电流等于所述额定充电电流的电流源；当所述网侧电压大于等于所述充电门槛电压值，且所述储能元件电压大于等于所述储备元件最高工作电压门槛值，所述地面储能装置等效为无穷大电阻。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述地面储能装置处于放电模式时，所述当所述实际测量值符合所述预设等效条件时，根据所述对应关系，建立所述地面储能装置的等效模型，确定所述地面储能装置的等效参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，陈高华，张志学，张朝阳，张铁军，张宇，陈柳松，应婷，陈华国，陈广赞，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43