一种混合储能系统接入牵引供电系统的能量管理策略技术方案

本发明专利技术公开了一种混合储能系统接入牵引供电系统的能量管理策略，选择能量密度型储能介质

【技术实现步骤摘要】
一种混合储能系统接入牵引供电系统的能量管理策略


[0001]本专利技术属于电气化铁路能量管理策略领域，具体涉及一种混合储能系统接入牵引供电系统的能量管理策略。

技术介绍

[0002]截至2021年底，全国铁路营业里程达到15万公里，电气化率达到73.3％。在综合能耗方面，同比2020年增长5.7％。随着我国电气化铁路运营里程的增加，铁路能源消耗还将不断增加。而列车在制动状态下会产生再生制动能量，在某些特殊区段，这部分能量可达牵引能量的10％
‑
30％。若将其直接回馈给牵引变电所，不仅使能量无法有效利用，还会由于其中含有大量负序和谐波含量，加重负序电压不平衡度，降低电网的电能质量。为解决电气化铁路负序问题，学者提出的铁路功率调节器(energy storage type railway power conditioner,RPC)因具有极佳的综合补偿性能、端口延展性等优势，得到广泛关注。随着“碳中和”概念的提出，降低运输能耗和二氧化碳排放强度，推进铁路运营低碳化，具有十分重要的意义。为解决再生制动能量利用问题，有学者提出在RPC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合储能系统接入牵引供电系统的能量管理策略，其特征在于，所述方法包括：S1、确定牵引供电系统的削峰阈值P
tra
和填谷阈值P
reg
，确定混合储能系统中锂电池充电最大值P
bat_cmax
、放电最大值P
bat_dmax
、超级电容充电最大值P
sc_cmax
、放电最大值P
sc_dmax
、锂电池荷电状态SOC变化范围SOC
bat_min
、SOC
bat_max
和超级电容荷电状态SOC变化范围SOC
sc_min
、SOC
sc_max
；S2、检测牵引供电系统中牵引侧左、右供电臂电压有效值U
L
、U
R
及电流有效值I
L
、I
R
，检测混合储能系统中超级电容和锂电池荷电状态SOC
bat
、SOC
sc
；S3、根据牵引侧左、右供电臂电压有效值和电流有效值，计算牵引侧的左、右供电臂负荷有功功率P
L
、P
R
，根据牵引侧的左、右供电臂负荷有功功率得到负荷总有功功率P
Z
；根据锂电池充电最大值、放电最大值，超级电容充电最大值、放电最大值，得到总有功混合储能系统充电最大值P
es_cmax
，放电最大值P
es_dmax
；S4、基于上述得到的削峰阈值和填谷阈值、锂电池和超级电容荷电状态SOC变化范围、超级电容和锂电池荷电状态、负荷总有功功率、总有功混合储能系统充电最大值和放电最大值，构建混合储能系统的充放电策略，根据混合储能系统的充放电策略确定储能系统目标功率值S5、采用VMD分解算法分解得到K个IMF并计算互相关系数，根据互相关系数重构得到锂电池目标功率值和超级电容目标功率值即实现了混合储能系统接入牵引供电系统的能量管理策略。2.根据权利要求1所述的一种混合储能系统接入牵引供电系统的能量管理策略，其特征在于，在步骤S3中，牵引侧的左右供电臂负荷有功功率P
L
、P
R
计算公式为：P
L
＝U
L
I
L
；P
R
＝U
R
I
R
；负荷总有功功率P
Z
计算公式为：P
Z
＝P
L
+P
R
；总有功混合储能系统充电最大值P
es_cmax
计算公式为：P
es_cmax
＝P
bat_cmax
+P
sc_cmax
；放电最大值P
es_dmax
计算公式为：P
es_dmax
＝P
bat_dmax
+P
sc_dmax
。3.根据权利要求1所述的一种混合储能系统接入牵引供电系统的能量管理策略，其特征在于，在步骤S4中，所述构建的混合储能系统充放电策略分为三个模态：(1)填谷储能模态当P
Z
≤P
reg
并且SOC
bat
或SOC
sc
小于各自荷电状态最大值时，储能系统吸收再生制动能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英，郭亚，母秀清，陈小强，贺彦强，杨欢，李少航，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：