【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及城市軌道交通牽引供電，特別是城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法及裝置。
技術介紹
1、目前，我國城市軌道交通的運行規模已經達到11224.54公里，運營線路已經突破300條，越來越多的城市根據需求開展軌道交通的建設。軌道交通列車通常需要直流供電，中壓環網的交流電能通過變流器轉換成直流電為列車提供電力。列車是一個大功率的滑動負荷，存在牽引、惰性與制動的3種工況，線路中又同時存在多輛列車，導致供電系統的負荷情況較為復雜，分析難度較大。在建設過程中，需要根據負荷需求完成牽引所的選址與定容，確定在不同工況下各牽引所的供電能力滿足要求；在運營過程中，列車時刻表的確定與調整也需要牽引供電系統供電能力的確定。
2、鑒于以上問題，本申請提出了城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，此方法能夠模擬線路中多輛列車的牽引惰性與制動運行狀態，計算每輛列車運行時的功率，再結合牽引供電系統模型完成從源側到負荷端的模擬計算，得到每個牽引所母線電壓與饋線電流。。
技術實現思路
1、城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，包括如下步驟：
2、構建機車負荷模型，所述機車負荷模型包括：獲取列車在運動過程的速度、加速度、位置與功率值，建立統一時間斷面的機車運行狀態信息表，將機車位置與線路中牽引所的位置結合，可獲得不同時間斷面的拓撲結構分析；
3、構建牽引供電系統模型，將實際牽引所等效為直流電源，每個直流電源之間用傳輸線路相連，并獲得額定電壓、線路長度、線路單位阻抗、牽
4、模擬多輛機車從車輛段出發，從線路首端運行到線路末端，根據機車負荷模型得到各機車功率與位置值，再將其代入牽引供電系統模型完成直流牽引網的潮流計算，得到機車的電流、電壓、牽引所的母線電壓與饋線電流值。
5、進一步的，當獲取不同時間斷面的拓撲結構分析時，
6、需要對列車與牽引所進行編號，將牽引所的編號在前，機車的編號在后，正方向的選取與機車運行方向相同，即從上行再到下行；
7、依次對列車位置與牽引所位置進行排序編號，將排序編號后的列車和牽引所視為節點，相鄰節點之間為支路，獲得矩陣[loc]m×3，其中行數為m，即支路的個數，每個支路的前、后節點編號分別存在[loc]m×3的第1列、第2列，第三列為前后節點距離差，即為支路的長度；
8、然后根據每個節點的相對位置與接觸網單位阻抗，建立節點導納矩陣。
9、進一步的，所述的直流牽引網的潮流計算采用牛頓-拉夫遜迭代法進行求解。
10、進一步的，在直流牽引網的潮流計算過程中，停站或車輛段中未啟動的機車需要在迭代過程中進行刪除；在迭代時，需要對第一個斷面每個牽引所電壓賦一個初值，之后時刻每個斷面輸入的牽引所電壓值是上一個斷面的計算結果，進行迭代求解，通過迭代，可以求解得到各節點電壓值、支路電流、節點功率。
11、進一步的，根據每條支路的前后節點的電壓值，計算得到支路電壓，支路電壓再乘以相應支路的導納，得到支路電流，再根據前后節點的編號從支路電流中選出每個牽引所的饋線電流值，并將每個所的饋線電流順序為上行左側饋線電流、上行右側饋線電流、下行右側饋線電流與下行左側饋線電流。
12、進一步的，在拓撲結構分析過程中，[loc]m×3每個一個計算周期會更新一次，保證與機車實時的動態過程相符。
13、進一步的，當獲取列車在運動過程的速度、加速度、位置與功率值時，需要先擬合牽引狀態的牽引力曲線和制動狀態的制動力曲線；
14、所述牽引力曲線由四部分構成，分別模擬恒轉矩狀態、恒功率狀態、惰性狀態與自然特性四個狀態，在恒轉矩狀態，牽引力保持恒定，在恒功率狀態，牽引力隨速度的增加逐漸下降，呈現雙曲線關系，在自然特性狀態下，牽引力與速度的平方成反比例關系，在惰性狀態，牽引力為0；
15、所述制動狀態的制動力曲線與牽引狀態的牽引力曲線相同，但為負值。
16、城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算裝置，包括：
17、機車負荷模型構建模塊，用于構建機車負荷模型，所述機車負荷模型包括：獲取列車在運動過程的速度、加速度、位置與功率值，建立統一時間斷面的機車運行狀態信息表，將機車位置與線路中牽引所的位置結合，可獲得不同時間斷面的拓撲結構分析；
18、牽引供電系統模型構建模塊，用于構建牽引供電系統模型，將實際牽引所等效為直流電源，每個直流電源之間用傳輸線路相連，并獲得額定電壓、線路長度、線路單位阻抗、牽引所位置；
19、電壓、電流獲取模塊，用于模擬多輛機車從車輛段出發，從線路首端運行到線路末端，根據機車負荷模型得到各機車功率與位置值，再將其代入牽引供電系統模型完成直流牽引網的潮流計算，得到機車的電流、電壓、牽引所的母線電壓與饋線電流值。
20、一種計算設備，包括：
21、一個或多個處理單元；
22、存儲單元，用于存儲一個或多個程序，
23、其中，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理單元執行，使得所述一個或多個處理單元執行如上所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法。
24、一種具有處理器可執行的非易失的程序代碼的計算機可讀存儲介質，所述計算機程序被處理器執行時實現如上所述城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法的步驟。
25、本專利技術的優點和積極效果是：
26、本專利技術提出一種城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，該方法能夠模擬列車不同的運行狀態下的功率，計算出牽引供電系統各牽引所的母線電壓與饋線電流。
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1.城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，當獲取不同時間斷面的拓撲結構分析時，
3.根據權利要求1所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，所述的直流牽引網的潮流計算采用牛頓-拉夫遜迭代法進行求解。
4.根據權利要求3所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，在直流牽引網的潮流計算過程中，停站或車輛段中未啟動的機車需要在迭代過程中進行刪除；在迭代時，需要對第一個斷面每個牽引所電壓賦一個初值，之后時刻每個斷面輸入的牽引所電壓值是上一個斷面的計算結果，進行迭代求解，通過迭代，可以求解得到各節點電壓值、支路電流、節點功率。
5.根據權利要求4所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，根據每條支路的前后節點的電壓值，計算得到支路電壓，支路電壓再乘以相應支路的導納，得到支路電流，再根據前后節點的編號從支路電流中選出每個牽引所的饋線電流值，并將每個所的饋線電流順序為上行左側饋線電流、上行右側饋
6.根據權利要求2所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，在拓撲結構分析過程中，[Loc]m×3每個一個計算周期會更新一次，保證與機車實時的動態過程相符。
7.根據權利要求4所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，當獲取列車在運動過程的速度、加速度、位置與功率值時，需要先擬合牽引狀態的牽引力曲線和制動狀態的制動力曲線；
8.城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算裝置，其特征在于，包括：
9.一種計算設備，其特征在于：包括：
10.一種具有處理器可執行的非易失的程序代碼的計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任意一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，當獲取不同時間斷面的拓撲結構分析時，
3.根據權利要求1所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，所述的直流牽引網的潮流計算采用牛頓-拉夫遜迭代法進行求解。
4.根據權利要求3所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，在直流牽引網的潮流計算過程中，停站或車輛段中未啟動的機車需要在迭代過程中進行刪除；在迭代時，需要對第一個斷面每個牽引所電壓賦一個初值，之后時刻每個斷面輸入的牽引所電壓值是上一個斷面的計算結果，進行迭代求解，通過迭代，可以求解得到各節點電壓值、支路電流、節點功率。
5.根據權利要求4所述的城市軌道交通牽引供電系統的模擬計算方法，其特征在于，根據每條支路的前后節點的電壓值，計算得到支路電壓，支路電壓再乘以相應支...
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