【技术实现步骤摘要】
柔性直流牵引供电系统的最优潮流计算方法及装置
[0001]本专利技术涉及柔性直流牵引供电
，特别涉及一种柔性直流牵引供电系统的最优潮流计算方法及装置。
技术介绍
[0002]随着公众出行需求激增以及铁路部门对城市轨道交通的要求不断提高，城轨牵引供电系统本身需要变得更加灵活、经济和可靠。传统牵引供电系统由于其拓扑结构导致了诸多问题，例如，运行能耗高，负载波动、低再生能量利用率等。为了解决上述问题，并使牵引供电系统运行更加灵活、可靠以及高效，近年来出现的柔性直流牵引供电系统正获得越来越多的关注，基于全控电力电子变流器和智能控制，实现了牵引供电系统的灵活高效控制和运行。
[0003]牵引供电系统的潮流建模和计算是分析系统运行特性以及掌握系统运行状态的基础且必要的手段。对于传统的牵引供电系统，系统的潮流模型主要用节点电压方程来构建，由于潮流的非线性化，采用迭代法求解。对于柔性直流牵引供电系统，由于系统具备较高的可控性，通常建立系统的最优潮流模型并对其求解，以获得系统在满足所提目标以及约束时的最优运行点。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种柔性直流牵引供电系统的最优潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：获取柔性直流牵引供电系统的供电制式和外电源配置方式、运行状态信息以及系统网络参数；建立所述柔性直流牵引供电系统的最优潮流模型，并选取所述最优潮流模型中的决策变量；根据所述运行状态信息和所述系统网络参数，并结合实际控制需求确定所述最优潮流模型的优化目标；根据所述供电制式和外电源配置方式及所述运行状态信息构建所述最优潮流模型的约束条件；根据所述优化目标和所述约束条件对所述最优潮流模型进行求解，得到所述柔性直流牵引供电系统的最优潮流计算结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取柔性直流牵引供电系统的供电制式和外电源配置方式、运行状态信息以及系统网络参数，包括：所述供电制式包括集中式供电和分散式供电，所述外电源配置方式包括经济配置方式和非经济配置方式，在所述经济配置方式中，牵引所数目与外电源数目的比值小于1，在所述非经济配置方式中，牵引所数目与外电源数目的比值等于1；所述运行状态信息包括所述柔性直流牵引供电系统为正常运行状态、牵引所内部分变流器故障、牵引所整所退出故障、牵引所直流母线故障、第一外电源故障和第二外电源故障；所述系统网络参数包括接触网单位长度阻抗、钢轨单位长度阻抗、钢轨对地电阻、外电源数目、牵引所数目、牵引所位置信息、机车数目和系统负荷信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性直流牵引供电系统的最优潮流模型由所述柔性直流牵引供电系统运行所要达到的目标函数组成，所述最优潮流模型包括决策变量和状态变量，利用所述决策变量和所述状态变量构成所述最优潮流模型的约束条件。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，选取所述最优潮流模型中的决策变量，包括：根据所述柔性直流牵引供电系统的控制方式选取所述最优潮流模型中的决策变量，其中，所述控制方式为控制牵引所和机车电压时，所述决策变量为各机车节点电压和各牵引所节点电压；所述控制方式为控制牵引所电压和电流时，所述决策变量为各牵引所节点电压。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述运行状态信息和所述系统网络参数，并结合实际控制需求确定所述最优潮流模型的优化目标，包括：根据所述系统网络参数计算所述决策变量的多个中间变量；根据所述多个中间变量和所述实际控制需求建立所述最优潮流模型的多个目标函数；根据所述运行状态信息在所述多个目标函数中确定所述最优潮流模型的优化目标。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标函数包括经济性目标函数和供电能力目标函数，其中，所述经济性目标函数包括最小化系统外购电成本、最小化接触网能量损耗和最小化牵引所反送功率，所述供电能力目标函数包括充分利用设备的可用功率范
围、电流范围和电压范围。7.根据权利要求6所述的方法，所述充分利用设备功率、电流范围和电压范围包括：通过最小化牵引所最大瞬时功率以充分利用设备的可用功率范围，通过最小化钢轨电位绝对值最大值和最小化系统电压波动以充分利用设备的可用电压范围，通过最小化牵引所最大瞬时电流以充分利用设备的可用电流范围。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述供电制式和外电源配置方式及所述运行状态信息构建所述最优潮流模型的约束条件，包括：在所述柔性直流牵引供电系统的运行状态为所述正常运行状态时，所述最优潮流模型的约束包括：由节点电压方程和负荷节点潮流方程组成的第一等式约束以及由牵引所和机车电压、牵引所瞬时功率、外电源有功和无功、传输线负荷电流瞬时值...
【专利技术属性】
技术研发人员：李笑倩，魏应冬，陆超，张建，李占赫，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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