【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于列車運行節能優化，尤其涉及一種整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法。
技術介紹
1、由于車載儲能設備的容量有限，受列車重量和空間的限制，儲能裝置無法提供足夠的電能來支撐長時間、高功率的運行。隨著儲能設備的持續放電，其輸出功率會逐漸下降，影響牽引系統的性能。在復雜線路上，例如多坡度、曲線半徑較小或需要頻繁加減速的路段，列車的能耗更高，牽引力需求更大。當儲能設備的功率衰減時，列車在這些路段的運行性能會受到顯著影響，表現為牽引力不足，速度下降，進而導致列車運行效率降低。此外，列車輔助系統(如空調、照明等)也會持續消耗電能，加劇功率輸出的不足。這種能量與功率受限的現象，直接影響列車在復雜線路上的行駛能力，降低整體運行效率。故本專利技術提出一種考慮能量功率受限情況下，通過合理分配。
2、車載儲能供電列車的能耗主要來源于列車牽引能耗和輔助系統能耗，現有面向車載儲能電池供電的列車運行優化控制研究大多都是基于儲能電池可輸出功率固定且輔助系統能耗固定情況下展開的，在給定的電池容量和運行時間自由約束下計算列車運行能耗。針對一類儲能型列車在復雜線路上的功率受限問題，主要體現在儲能裝置的容量和功率輸出能力不足。但實際車載儲能設備供電輸出功率會隨儲能裝置放電逐步衰減，制約列車牽引傳動性能，進而使得列車走行速度隨列車走行時長和走行距離增加逐步衰退，而列車走行時間又會進一步增長，輔助能耗進一步增加，從而影響列車應急自救援成功率，在極端條件下甚至將危及乘客生命安全。
3、基于列車應急自走行系統特點，綜合考慮了雙向到站距
4、1)沒有考慮車載儲能功率遞減特性對列車運行操縱的約束問題。
5、2)沒有綜合考慮在車載儲能剩余電量可分配情況下列車運行效率和乘客舒適度的協調問題。
6、由于車載儲能設備的容量有限，受列車重量和空間的限制，儲能裝置無法提供足夠的電能來支撐長時間、高功率的運行。隨著儲能設備的持續放電，其輸出功率會逐漸下降，影響牽引系統的性能。在復雜線路上，例如多坡度、曲線半徑較小或需要頻繁加減速的路段，列車的能耗更高，牽引力需求更大。當儲能設備的功率衰減時，列車在這些路段的運行性能會受到顯著影響，表現為牽引力不足，速度下降，進而導致列車運行效率降低。此外，列車輔助系統(如空調、照明等)也會持續消耗電能，加劇功率輸出的不足。這種能量與功率受限的現象，直接影響列車在復雜線路上的行駛能力，降低整體運行效率。故本專利提出一種考慮能量功率受限情況下，通過合理分配儲能剩余能量，實現列車安全、高效、舒適的功率受限下的速度曲線優化方法。
7、車載儲能供電列車的能耗主要來源于列車牽引能耗和輔助系統能耗，現有面向車載儲能電池供電的列車運行優化控制研究大多都是基于儲能電池可輸出功率固定且輔助系統能耗固定情況下展開的，在給定的電池容量和運行時間自由約束下計算列車運行能耗。針對一類儲能型列車在復雜線路上的功率受限問題，主要體現在儲能裝置的容量和功率輸出能力不足。但實際車載儲能設備供電輸出功率會隨儲能裝置放電逐步衰減，制約列車牽引傳動性能，進而使得列車走行速度隨列車走行時長和走行距離增加逐步衰退，而列車走行時間又會進一步增長，輔助能耗進一步增加，從而影響列車應急自救援成功率，在極端條件下甚至將危及乘客生命安全。為了實現列車在牽引網無電工況下的安全高效舒適自我救援，在列車成功抵達救援點的前提下，協調列車運行效率和乘客舒適度，對車載儲能剩余能量進行充分利用。本專利充分考慮了列車的運行特點，以提高列車運行效率和乘客舒適度為研究重點，實施速度曲線優化。
技術實現思路
1、針對現有技術中的上述不足，本專利技術提供的一種整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，解決了現有列車應急自走行節能速度曲線生成方法的不足的問題。
2、為了達到以上目的，本專利技術采用的技術方案為：一種整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，包括以下步驟：
3、s1、獲取整車能量功率受限下的列車信息和線路信息；
4、s2、構建列車儲能電池模型，并得到儲能電池供電的列車牽引特性；
5、s3、根據列車牽引特性，劃分離散空間域；
6、s4、根據劃分結果，利用動態規劃算法遍歷搜索最優運行結果，完成對整車能量功率受限下的列車節能運行優化。
7、本專利技術的有益效果是：本專利技術在考慮設備輸出功率約束的情況下，實現了有限能量和功率下的列車運行優化，所提策略在保證乘客安全的前提下，以較低的能耗獲得了較好的優化性能，從而提高了列車運用儲能功率受限下的自驅動效率。此外，在能源嚴重短缺的列車應急牽引情況下，本專利技術提出的方法與現有方法相比仍具有較好的規劃能力。
8、進一步地，所述步驟s3包括以下步驟：
9、s301、設置起始和終點位置的限速，并設置vmax與vmin，其中，vmax表示搜索過程中速度允許的最大值，vmin表示搜索過程中速度允許的最小值；
10、s302、利用空間域中由δs定義的區間離散空間域，將列車運行過程劃分為條件一致的k個子階段，其中，在子階段xk，以δv為間隔指定軌跡點的表達式如下：
11、sk,j＝(xk,jδν),0≤jδν≤vmax(xk),j∈n
12、其中，sk,j表示單個軌跡點，k表示位置劃分后的第k個位置，δs表示位置區間的劃分步長，j表示同一位置下的第j個軌跡點，δν表示速度區間的劃分步長，n表示當前位置下速度劃分的總空間大??；
13、s303、利用δν對子階段進行分隔，并根據不同的速度確定子階段的狀態集，其中，狀態集中包括有軌跡點；
14、s304、計算每個軌跡點下用于牽引的最大功率；
15、s305、基于最大功率和列車牽引特性，計算下一個軌跡點的最高速度；
16、s306、根據最高速度和每一個子階段以速度劃分的軌跡點，形成解的狀態空間，并計算相鄰軌跡點的最小能耗，完成對離散空間域的劃分。
17、上述進一步方案的有益效果是：本專利技術通過能夠更加精細地劃分搜索空間，有利于進一步壓縮求解空間，顯著提升方法的運算效率，能夠更快地找出滿足條件的可行解；在搜索過程中，對每一步的速度范圍進行細致搜索，可以確保在整車能量功率受限的條件下，依然能夠精準地尋找到最優解。提升了儲能裝置的能量利用率，使得列車在運行過程中能夠更加高效地利用能源，降低了能耗成本，同時也顯著提高了整體運行的安全性和優化方法的魯棒性。
18、再進一步地，所述最大功率的表達式如下：
19、pmaxk,j＝min[(uocvk,j-ik,jr0)ik,j-paux,prate]
20、其中，pmaxk,j表示可用于列車牽引的最大功率，uocvk,j表示開路電壓，ik,j表本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，其特征在于，所述最大功率的表達式如下：
4.根據權利要求3所述的整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，其特征在于，所述最高速度的表達式如下：
5.根據權利要求2所述的整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，其特征在于，所述列車運行過程的約束條件如下：
6.根據權利要求2所述的整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，其特征在于，所述步驟S4包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，其特征在于，所述步驟s3包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的整車能量功率受限下的列車節能運行優化方法，其特征在于，所述最大功率的表達式如下：
4.根據權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王青元，蔣昊辰，孫鵬飛，林欣雨，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。