一种供电系统的能量调度方法、系统及电子设备技术方案

本发明专利技术提供一种供电系统的能量调度方法、系统及电子设备，其中，方法包括：所述主控平台接收到实时功率数据之后，根据预设模式，建立不同的优化目标与各功率融通装置的指令之间的函数，利用优化算法对所述函数进行求解，得到各功率融通装置的指令，通信系统将所述指令传输给各功率融通装置，功率融通装置按照指令进行工作，在牵引变电所之间传输能量。本发明专利技术提出的方案，从整个系统的角度考虑多台功率融通装置之间的配合，可以保证系统的整体最优，效果更好；由主控平台对多台功率融通装置统一调控，可以避免控制冲突，提高系统的稳定性；主控平台可以根据不同模式采取不同的优化目标进行求解，可以根据具体工况进行设定，灵活性好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
一种供电系统的能量调度方法、系统及电子设备


[0001]本专利技术属于能量调度领域，尤其涉及一种供电系统的能量调度方法、系统及电子设备。

技术介绍

[0002]目前，交流传动技术已经在我国的电力机车和动车组列车中被广泛应用，该技术能够实现能量的双向流动，即当列车处于制动工况时，可以将动能转化成电能回馈到牵引网中。然而由于牵引供电采用分段供电的方法限制了再生制动能量的流动，使得这部分能量不能被其他供电区间内的列车使用，只能反送回电网造成浪费。为了让再生制动能量在牵引供电系统内部被充分利用，较好的解决方案是在分区所内部安装功率融通装置，让能量能够跨越供电区间被其他供电区间内的列车使用。
[0003]现有的调度方案是，调度管理装置获取分区所相邻两个牵引变电所的实时功率，根据相邻牵引变电所的工作状态分类讨论，生成功率指令，进而控制功率融通装置的能量流动。当功率融通装置相邻的两牵引变电所的功率同时为正(由电网流向牵引网)或同时为负(由牵引网流向电网)时，功率融通装置不动作；当两牵引变电所功率一正一负时，功率融通装置由负功率一侧向正功率一侧传输能量，功率大小为两功率绝对值较小的一个。
[0004]该方案存在的问题在于，当牵引供电系统内存在多台功率融通装置时，能量调度管理装置只能根据相邻牵引变电所的功率进行调节来实现局部最优，无法从系统最优的角度统筹调度能量，实现全局最优。当一个牵引变电所相邻的两个分区所内能量调度管理装置同时对牵引变电所的功率进行调控时，还会引起冲突，可能造成系统的不稳定，引起严重后果。除此之外，功率融通装置工作之后会引起牵引变电所负序电流变大，导致电能质量的指标超出限值，在调度时需要额外关注。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种供电系统的能量调度方法、系统及电子设备的技术方案，以解决上述技术问题。
[0006]本专利技术第一方面公开了一种供电系统的能量调度方法，所述方法包括：
[0007]主控平台根据实时功率数据计算出供电系统内每个功率融通装置的指令；
[0008]所述主控平台接收测量采集到的实时功率数据
[0009]所述主控平台接收到实时功率数据之后，根据预设模式，建立不同的优化目标与各功率融通装置的指令之间的函数，利用优化算法对所述函数进行求解，得到各功率融通装置的指令，通信系统将所述指令传输给各功率融通装置，功率融通装置按照指令进行工作，在牵引变电所之间传输能量。
[0010]根据本专利技术第一方面的方法，所述预设模式包括：
[0011]反送功率最小、系统的电能质量最优以及反送功率最小和系统的电能质量之间的加权组合。
[0012]根据本专利技术第一方面的方法，所述根据预设模式，建立不同的优化目标与各功率融通装置的指令之间的函数，利用优化算法对所述函数进行求解，得到各功率融通装置的指令，通信系统将所述指令传输给各功率融通装置，功率融通装置按照指令进行工作的具体过程包括：
[0013]第一步，各测量装置采集各自牵引变电所内部两供电臂和功率融通装置的实时功率数据；
[0014]第二步，所述通信系统将实时功率数据传输给所述主控平台；
[0015]第三步，所述主控平台根据预设的工作模式建立优化函数，具体包括：工作模式为考虑反送功率时，建立反送功率最小函数A；工作模式为考虑电能质量时，建立电能质量最优函数B；工作模式为两者同时考虑时，将所述反送功率最小函数A与电能质量最优函数B加权组合建立复合函数x1A+x2B，其中x1、x2为加权系数；随后利用利用遗传算法或粒子群算法等优化算法对所述优化函数进行求解，得到各功率融通装置的指令；
[0016]第四步，所述通信系统将所述指令发送到各功率融通装置；
[0017]第五步，各功率融通装置按照指令进行工作。
[0018]根据本专利技术第一方面的方法，所述反送功率最小函数A的具体表达式为：
[0019][0020]其中，
[0021]N为牵引变电所的个数；
[0022]P
i
‑
为第i个变电所的反送功率；
[0023]所述电能质量最优函数B的具体表达式为：
[0024][0025]其中，
[0026]I
i
‑
为通过第i个变电所两个供电臂功率算出的负序电流。
[0027]根据本专利技术第一方面的方法，所述复合函数x1A+x2B的具体表达式为：
[0028][0029]本专利技术第二方面提供了一种供电系统的能量调度系统，所述系统包括：功率融通装置、测量装置、主控平台和通信系统；
[0030]所述功率融通装置是一种交
‑
直
‑
交变流器，并联于相邻两个牵引变电所之间，构建两个牵引变电所之间的电气连接通路；
[0031]所述测量装置用于测量采集系统内所有牵引变电所内部的两个供电臂和所述功率融通装置的实时功率数据；
[0032]所述主控平台根据所述实时功率数据计算出系统内每个功率融通装置的指令；
[0033]所述通信系统用于主控平台与系统内所有牵引变电所和功率融通装置的数据传
输，包括将测量采集到的实时功率数据传输给所述主控平台，以及将所述主控平台计算出的指令传输给各功率融通装置；
[0034]所述主控平台接收到实时功率数据之后，根据预设模式，建立不同的优化目标与各功率融通装置的指令之间的函数，利用优化算法对所述函数进行求解，得到各功率融通装置的指令，通信系统将所述指令传输给各功率融通装置，功率融通装置按照指令进行工作，在牵引变电所之间传输能量。
[0035]根据本专利技术第二方面的系统，所述功率融通装置包括：主电路和控制系统；
[0036]所述主电路是一个交
‑
直
‑
交变流器，两侧为交流侧，由交流桥臂和变压器构成，通过变压器与牵引网连接，中间为直流侧，由支撑电容与二次滤波回路并联构成；
[0037]控制系统分为两个部分，第一部分负责控制所述主电路的直流电压，第二部分负责根据功率融通装置指令控制所述主电路的电流的大小与方向。
[0038]根据本专利技术第二方面的系统，所述控制系统的第一部分的电压控制器根据直流电压V
dc
与直流电压指令V
dc*
之间的误差计算得出第一部分的交流电流幅值指令I
ac1*
，同时第一部分的锁相环电路PLL得到交流电压u
ac1
的相位θ1；综合第一部分的交流电流幅值指令I
ac1*
与相位θ1，得到第一部分的交流电流指令i
ac1*
；第一部分的电流控制器根据交流电流i
ac1
与交流电流指令i
ac1*
之间的误差计算之后，通过脉宽调制PWM得到驱动脉冲控制一侧变流桥臂工作。
[0039]根据本专利技术第二方面的系统，所述控制系统的第二部分的交流电流幅值指令I
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供电系统的能量调度方法，其特征在于，所述方法包括：主控平台根据实时功率数据计算出供电系统内每个功率融通装置的指令；所述主控平台接收测量采集到的实时功率数据所述主控平台接收到实时功率数据之后，根据预设模式，建立不同的优化目标与各功率融通装置的指令之间的函数，利用优化算法对所述函数进行求解，得到各功率融通装置的指令，通信系统将所述指令传输给各功率融通装置，功率融通装置按照指令进行工作，在牵引变电所之间传输能量。2.根据权利要求1所述的一种供电系统的能量调度方法，其特征在于，所述预设模式包括：反送功率最小、系统的电能质量最优以及反送功率最小和系统的电能质量之间的加权组合。3.根据权利要求2所述的一种供电系统的能量调度方法，其特征在于，所述根据预设模式，建立不同的优化目标与各功率融通装置的指令之间的函数，利用优化算法对所述函数进行求解，得到各功率融通装置的指令，通信系统将所述指令传输给各功率融通装置，功率融通装置按照指令进行工作的具体过程包括：第一步，各测量装置采集各自牵引变电所内部两供电臂和功率融通装置的实时功率数据；第二步，所述通信系统将实时功率数据传输给所述主控平台；第三步，所述主控平台根据预设的工作模式建立优化函数，具体包括：工作模式为考虑反送功率时，建立反送功率最小函数A；工作模式为考虑电能质量时，建立电能质量最优函数B；工作模式为两者同时考虑时，将所述反送功率最小函数A与电能质量最优函数B加权组合建立复合函数x1A+x2B，其中x1、x2为加权系数；随后利用利用遗传算法或粒子群算法等优化算法对所述优化函数进行求解，得到各功率融通装置的指令；第四步，所述通信系统将所述指令发送到各功率融通装置；第五步，各功率融通装置按照指令进行工作。4.根据权利要求3所述的一种供电系统的能量调度方法，其特征在于，所述反送功率最小函数A的具体表达式为：其中，N为牵引变电所的个数；P
i
‑
为第i个变电所的反送功率；所述电能质量最优函数B的具体表达式为：其中，I
i
‑
为通过第i个变电所两个供电臂功率算出的负序电流。
5.根据权利要求4所述的一种供电系统的能量调度方法，其特征在于，所述复合函数x1A+x2B的具体表达式为：6.一种供电系统的能量调度系统，其特征在于，所述系统包括：功率融通装置、测量装置、主控平台和通信系统；所述功率融通装置是一种交
‑
直
‑
交变流器，并联于相邻两个牵引变电所之间，构建两个牵引变电所之间的电气连接通路；所述测量装置用于测量采集系统内所有牵引变电所内部的两个供电臂和所述功率融通装置的实时功率数据；所述主控平台根据所述实时功率数据计算出系统内...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东昇，李红波，黄子昊，张超，罗文广，张志学，
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：