一種有軌電車的供電網(wǎng)潮流計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及網(wǎng)潮流計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說涉及一種關(guān)于有軌電車的供電網(wǎng)潮 流計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 城市有軌電車直流牽引網(wǎng)潮流計(jì)算方法可分為兩種：基于恒電流源機(jī)車模型的線 性系統(tǒng)潮流計(jì)算方法和基于恒功率源機(jī)車模型的非線性系統(tǒng)潮流計(jì)算方法。由于機(jī)車按恒 電流源建模不能計(jì)及相鄰機(jī)車取流的相互影響，基于恒功率源的機(jī)車模型在直流牽引供電 仿真中更接近真實(shí)情況，因此，現(xiàn)在大部分直流牽引供電計(jì)算軟件采用恒功率源機(jī)車模型。 但此模型會使潮流方程非線性化，因此要用迭代的方法求解。當(dāng)用迭代算法計(jì)算考慮再生 制動(dòng)的牽引網(wǎng)潮流時(shí)，情況將變得復(fù)雜，系統(tǒng)中過剩的再生制動(dòng)能量導(dǎo)致城軌直流牽引網(wǎng) 潮流計(jì)算無法收斂。因此，針對現(xiàn)有技術(shù)中過剩的再生制動(dòng)能量導(dǎo)致城軌直流牽引網(wǎng)潮流 計(jì)算無法收斂的問題予以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種有軌電車的供電網(wǎng)潮流計(jì)算方 法，其通過電源修正模型表示過電壓再生制動(dòng)機(jī)車，提出一種修改內(nèi)阻的迭代方法，從而保 證了潮流計(jì)算的收斂性。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決措施如下：
[0005] -種有軌電車的供電網(wǎng)潮流計(jì)算方法，包括以下步驟，
[0006] a)將電力牽引所初始狀態(tài)設(shè)置為Swich on，有軌電車的機(jī)車初始模型為恒功率 源，初始電壓為系統(tǒng)空載電壓；
[0007] b)利用電流矢量迭代法求出節(jié)點(diǎn)電壓方程的解；
[0008] c)對電力牽引的直流母線電壓和再生制動(dòng)機(jī)車電壓進(jìn)行檢驗(yàn)，若再生制動(dòng)機(jī)車電 壓大于U_或牽引所直流母線電壓大于U。+β，程序?qū)詣?dòng)修改模型，將電壓越限的再生 制動(dòng)機(jī)車用電源修正模型代替，修改完模型后，程序再次求解新的節(jié)點(diǎn)電壓方程，直到任意 節(jié)點(diǎn)電壓都不越限為止，U_為電壓最大限值，β為允許的電壓變化裕量。
[0009] d)將每輛再生制動(dòng)機(jī)車功率與其可用的制動(dòng)功率比較，按照制定的限值條件修改 機(jī)車模型；
[0010] e)結(jié)束計(jì)算。
[0011] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的步驟C)中的電源修正模型通過戴維南定理等 效為電流源與內(nèi)阻的并聯(lián)形式。
[0012] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的步驟d)中制定的限值條件為，
[0013] (l)PBlP (k)，制動(dòng)功率小于牽引網(wǎng)需求功率，由于電源修正模型向牽引網(wǎng)注入 功率Ρω時(shí)，輸出電壓不可能超過U _，因此機(jī)車向牽引網(wǎng)注入功率PBralJ寸，電壓也不會越 限，這時(shí)應(yīng)將再生制動(dòng)機(jī)車模型改回恒功率源，保證該車的全部制動(dòng)能量作為再生能量注 入電網(wǎng)；
[0014] (2) PB_>P(k)，制動(dòng)功率大于牽引網(wǎng)需求功率，此時(shí)機(jī)車制動(dòng)能量過剩，多余的能 量應(yīng)被制動(dòng)電阻吸收。制動(dòng)電阻投入的條件為機(jī)車電壓達(dá)到u_，對機(jī)車電壓進(jìn)行檢驗(yàn)，如 果υ>υ_-α (α取為IV)，那么此結(jié)果符合要求，計(jì)算結(jié)束；否則，就需要減小內(nèi)阻，使電壓 提高到1]_-<1以上。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于：采用電源修正模型表示過電壓再生制動(dòng)機(jī)車，電源修正 模型由理想電壓源和可調(diào)內(nèi)阻串聯(lián)而成，用迭代方法調(diào)整內(nèi)阻值，可以使制動(dòng)能量過剩的 機(jī)車電壓快速逼近機(jī)車最大允許電壓值，迫使制動(dòng)電阻投入吸收過剩的制動(dòng)能量，使得制 動(dòng)能量過剩的機(jī)車電壓快速達(dá)到了使制動(dòng)電阻投入的電壓水平，直流牽引網(wǎng)潮流計(jì)算能夠 可靠收斂。
【附圖說明】：
[0016] 圖1為本發(fā)明的計(jì)算方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0017] 實(shí)施例：以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由 本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0018] 見圖1所示，一種有軌電車的供電網(wǎng)潮流計(jì)算方法，包括以下步驟，
[0019] a)將電力牽引所初始狀態(tài)設(shè)置為Swich on，有軌電車的機(jī)車初始模型為恒功率 源，初始電壓為系統(tǒng)空載電壓；
[0020] b)利用電流矢量迭代法求出節(jié)點(diǎn)電壓方程的解；
[0021] c)對電力牽引的直流母線電壓和再生制動(dòng)機(jī)車電壓進(jìn)行檢驗(yàn)，若再生制動(dòng)機(jī)車電 壓大于U_或牽引所直流母線電壓大于U。+β，程序?qū)詣?dòng)修改模型，將電壓越限的再生 制動(dòng)機(jī)車用電源修正模型代替，修改完模型后，程序再次求解新的節(jié)點(diǎn)電壓方程，直到任意 節(jié)點(diǎn)電壓都不越限為止，υ_為電壓最大限值，β為允許的電壓變化裕量。
[0022] d)將每輛再生制動(dòng)機(jī)車功率與其可用的制動(dòng)功率比較，按照制定的限值條件修改 機(jī)車模型；
[0023] e)結(jié)束計(jì)算。
[0024] 具體計(jì)算過程如下，直流牽引供電系統(tǒng)可以用下面的節(jié)點(diǎn)電壓方程描述：
[0025] [G] [U](n+1)= [I] (n)
[0026] 式中，η為計(jì)算迭代次數(shù)，[G]是mXm的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，m是節(jié)點(diǎn)數(shù)目，[I](n)為第 η次迭代節(jié)點(diǎn)注入電流列向量，[U](n+1)為待求量。
[0027] 為了形成節(jié)點(diǎn)電壓方程，牽引所的電壓源串聯(lián)電阻模型用戴維南定理等效為電流 源并聯(lián)內(nèi)阻的形式。機(jī)車模型也由恒功率源轉(zhuǎn)換為理想電流源，其值用下式求取。
[0029] 式中，i為機(jī)車編號，PiS i號機(jī)車功率，在迭代過程中恒定不變，其值由牽引計(jì)算 提供，下文將此功率稱為可用功率。
[0030] [I]為與[G]對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電流列向量，由牽引所注入電流和機(jī)車注入電流組成。 機(jī)車初始電壓為系統(tǒng)空載電壓，所述空載電壓的大小為1600V，將式If1 求出的 機(jī)車初始電流帶入式[G][U](n+1)= [I] (η)，獲得新的機(jī)車電壓，然后把新的機(jī)車電壓帶入式 = f / 更新機(jī)車電流，直到列車電壓偏差達(dá)到許可值，迭代停止。節(jié)點(diǎn)電壓方程為線 性方程組，本實(shí)施例中采用QR分解法直接求解節(jié)點(diǎn)電壓方程組。
[0031] 本實(shí)施例中通過電源修正模型來表示過電壓再生制動(dòng)機(jī)車，此模型通過修改內(nèi)阻 改變輸出功率和電壓，從而限制過剩能量注入牽引網(wǎng)。電源模型由理想電壓源和可調(diào)的 內(nèi)阻串聯(lián)而