【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及柔性直流牽引供電，特別涉及一種集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制方法及裝置。
技術介紹
1、在城市軌道交通中，柔性直流牽引供電系統因其高效能和靈活性而被廣泛采用。
2、在柔性直流牽引供電系統的控制領域，早期的研究主要集中在基于v-i外特性曲線的控制方法上。例如，某些文獻公開了一種柔性直流牽引供電系統的系統級控制協同方法，該方法使得所有牽引所的變流器按照既定的v-i外特性進行控制，各個變流器的端口電壓、電流按照固定的關系曲線進行工作。如專利cn107953803a《一種中壓柔性直流牽引供電系統及其控制方法》采用了基于比例積分控制的改進下垂控制方法，通過改進電壓-電流下垂特性曲線，使得牽引變電所的輸出電壓等于電壓參考值。盡管這些方法實施簡單，但系統潮流不是最優分布，導致能耗和其他性能指標無法達到最優化效果。
3、對于柔性直流牽引供電系統的另一種控制方法為最優化控制方法。如li,?hongbo等人在2021年的研究中提出了一種柔性直流牽引供電系統的最優控制方法，該方法通過實時量測全局電氣信息，并利用通信系統將全局信息傳送至中央控制器，中央控制器采用最優潮流算法求解控制指令，再通過通信系統將控制指令下發到所有變流器。這種方法雖然采用了最優化技術，但由于采用集中式外電源的柔直牽引供電系統的最優化計算需要同時考慮系統內的交流網絡和直流網絡，導致最優化計算耗時長，不適用于實時運行中的控制指令快速更新，亟需解決。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種集中式
2、本專利技術第一方面實施例提供一種集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制方法，包括以下步驟：
3、構建包含交流網絡和直流網絡的原始系統模型，將所述原始系統模型分解為負荷自然分布子系統和協同控制子系統；
4、基于環流抑制偏差、直流網絡協同控制子系統損耗、變流器損耗和交流網絡損耗構建目標函數，并根據所述目標函數和預設約束條件建立二次規劃模型；
5、基于所述負荷自然分布子系統和所述協同控制子系統，對所述二次規劃模型進行求解，得到牽引所的協同電流控制指令向量，并根據所述協同電流控制指令向量計算牽引所的電壓控制指令向量，基于所述電壓控制指令向量對柔直牽引供電系統進行協同控制。
6、根據本專利技術的一個實施例，所述目標函數為：
7、；
8、其中，為目標函數，為環流抑制偏差，為直流網絡協同控制子系統損耗，為變流器損耗，為交流網絡損耗，、、、均為權重系數。
9、根據本專利技術的一個實施例，所述環流抑制偏差為：
10、；
11、其中，為環流抑制偏差，為需要環流抑制的外電源進線集合，為外電源進線，為所述協同控制子系統中的外電源進線 j的功率，為所述負荷自然分布子系統中的外電源進線 j的功率；
12、所述直流網絡協同控制子系統損耗為：
13、；
14、其中，為直流網絡協同控制子系統損耗，為牽引所，為牽引所個數， rci為協同控制子系統中的牽引所 i和牽引所 i+1之間的接觸網電阻， rri為協同控制子系統中的牽引所 i和牽引所 i+1之間的鋼軌電阻，為協同子系統的牽引網電流向量；
15、所述變流器損耗為：
16、；
17、其中，為變流器損耗，為系數，為直流網絡中牽引所 i的功率；
18、所述交流網絡損耗為：
19、；
20、其中，為交流網絡損耗，為交流網絡的支路電流向量，為交流網絡的支路電阻矩陣。
21、根據本專利技術的一個實施例，所述預設約束條件包括電壓約束、變流器容量約束和決策變量本身的物理約束，其中，所述電壓約束為：
22、 umin ≤usi ≤umax；
23、其中， umin為牽引所電壓的最小值， usi為牽引所 i的電壓， umax為牽引所電壓的最大值；
24、所述變流器容量約束為：
25、 imin≤ isi≤ imax；
26、其中， imin為牽引所電流的最小值， isi為牽引所 i的電流， imax為牽引所電流的最大值；
27、所述決策變量本身的物理約束為：
28、；
29、其中，為第 i個牽引所的協同電流控制指令。
30、根據本專利技術實施例的集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制方法，構建包含交流網絡和直流網絡的原始系統模型，將原始系統模型分解為負荷自然分布子系統和協同控制子系統；基于環流抑制偏差、直流網絡協同控制子系統損耗、變流器損耗和交流網絡損耗構建目標函數，并根據目標函數和預設約束條件建立二次規劃模型；對二次規劃模型進行求解，得到牽引所的協同電流控制指令向量，并根據協同電流控制指令向量計算牽引所的電壓控制指令向量，基于電壓控制指令向量對柔直牽引供電系統進行協同控制。由此，解決了現有技術計算效率低下與優化效果不足的矛盾，實現了在保證系統性能的同時，快速響應負載變化的高效協同控制。
31、本專利技術第二方面實施例提供一種集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制裝置，包括：
32、原始系統模型構建模塊，用于構建包含交流網絡和直流網絡的原始系統模型，將所述原始系統模型分解為負荷自然分布子系統和協同控制子系統；
33、二次規劃模型構建模塊，用于基于環流抑制偏差、直流網絡協同控制子系統損耗、變流器損耗和交流網絡損耗構建目標函數，并根據所述目標函數和預設約束條件建立二次規劃模型；
34、控制模塊，用于基于所述負荷自然分布子系統和所述協同控制子系統，對所述二次規劃模型進行求解，得到牽引所的協同電流控制指令向量，并根據所述協同電流控制指令向量計算牽引所的電壓控制指令向量，基于所述電壓控制指令向量對柔直本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制方法，其特征在于，所述目標函數為：
3.根據權利要求2所述的集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制方法，其特征在于，所述環流抑制偏差為：
4.根據權利要求1所述的集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制方法，其特征在于，所述預設約束條件包括電壓約束、變流器容量約束和決策變量本身的物理約束，其中，所述電壓約束為：
5.一種集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制裝置，其特征在于，包括：
6.根據權利要求5所述的集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制裝置，其特征在于，所述目標函數為：
7.根據權利要求5所述的集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制裝置，其特征在于，所述環流抑制偏差為：
8.根據權利要求5所述的集中式外電源柔直牽引供電系統的協同控制裝置，其特征在于，所述預設約束條件包括電壓約束、變流器容量約束和決策變量本身的物理約束，其中，所述電壓約束為：
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。