【技术实现步骤摘要】
基于双层规划的柔直供电系统牵引所选址定容方法与装置
[0001]本专利技术涉及柔性直流牵引供电系统规划设计
，尤其涉及基于双层规划的柔直供电系统牵引所选址定容方法与装置。
技术介绍
[0002]近年来，城市轨道交通取得了长足的发展，与此同时，也对牵引供电系统提出了更高的要求，其一方面要为整个城轨系统提供安全可靠的电能，另一方面，要在提高机车再生制动能量、系统高效节能运行以及提高新能源消纳等问题上提供更具优势的解决方案。柔性牵引供电系统或将成为最有应用前景的系统，它凭借高比例电力电子技术的广泛应用，能够实现对能量的高效变换和灵活管理。
[0003]针对柔直牵引供电系统牵引所选址定容问题，是现阶段的研究热点。利用穷举法进行含双向变流器系统参数设计，通过设定搜索步长来搜索牵引所峰值功率最大值，并同时保证系统约束满足。分析并建立了逆变回馈装置的定容选址优化模型，对优化模型求解获得最佳容量。
[0004]在选址定容优化问题的求解方面，非线性优化算法以及智能优化算法应用地最为广泛，在牵引变电所接地网优化设计上对传统...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双层规划的柔直供电系统牵引所选址定容方法，其特征在于，包括以下步骤：根据城市轨道交通车站站点分布信息以及牵引供电系统参数和负荷信息，建立柔性直流供电系统牵引所选址定容的双层规划模型，其中，所述双层规划模型包括：上层优化模型
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规划层优化模型以及下层优化模型
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运行层优化模型；利用上层优化模型对牵引所配置以及线路配置进行优化，其中，以牵引所容量投资成本、线路投资成本以及运行成本之和为第一优化目标，牵引所配置二进制变量、牵引所站间距、牵引所容量和新增牵引所二进制变量为优化变量；利用下层优化模型对系统运行进行优化，以最小化系统用电成本或者以最小化系统电压波动，最大化牵引所容量裕度为第二优化目标，求解上层优化模型得到的上层优化结果作为下层优化模型的约束的边界条件，再求解下层优化模型得到的下层优化结果以对上层优化结果进行修正，并通过上层优化模型以及下层优化模型的相互迭代，最终得到上层优化模型以及下层优化模型同时最优的优化方案；基于所述优化方案和迭代求解算法对所述双层规划模型进行求解以获取最优配置参数，并基于所述最优配置参数进行牵引供电系统牵引所的选址定容。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牵引所容量投资成本为牵引所内变流器的额定容量所对应的投资成本，所述变流器的额定容量为瞬时峰值容量在一定时间内的积分并取平均值，所述线路投资成本为新建线路的投资成本，所述运行成本为牵引供电系统在一年中的用电成本。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述规划层优化模型的约束，包括：当仅需在牵引所待选点确定牵引所布置方式时，此时的规划层优化模型旨在确定牵引所位置，使得牵引所实现对所有车站的供电；所述规划层优化模型的约束，包括牵引所配置约束、牵引所数目约束和牵引所容量约束；当考虑牵引所选址的特殊情形，系统处于N
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1运行时，在已知牵引所覆盖能力以及已确定牵引所待选点后，新增牵引所，规划层优化模型在于确定新增牵引所位置，规划层优化模型的约束为牵引所位置约束、以及牵引所覆盖范围约束。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立运行层优化模型的约束并对约束进行线性化以及凸松弛，包括如下步骤：获取规划层优化模型的优化结果作为运行层优化模型的约束的边界条件；建立运行层优化模型的约束，包括：支路电流约束、节点注入电流约束、以及节点注入功率约束，支路网损约束、支路电压降约束、支路电流与支路功率及节点电压约束、钢轨电位约束；利用电压、电流线性变量替换支路电流约束、节点注入电流约束、以及节点注入功率约束、支路网损约束、支路电压降约束、支路电流与支路功率及节点电压约束、钢轨电位约束中的电压、电流非线性变量，得到线性化的支路电流约束、线性化的节点注入电流约束、以及线性化的节点注入功率约束，线性化的支路网损约束、线性化的支路电压降约束、线性化的钢轨电位...
【专利技术属性】
技术研发人员：李笑倩，魏应冬，陆超，张建，叶润峰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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