一种列车能耗的测量方法、系统、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及测量领域，特别是涉及一种列车能耗的测量方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、当今轨道交通中的列车很多都使用接触网进行供电的方式，并且随着国内铁路建设多种投资方式的引入，牵引变电所同时向多个不同产权单位的电气化铁路供电的情况已十分常见。但这种情况下的牵引变电所在网侧没有考虑分线电能计量设计，没有安装针对接触网的计量装置，所以存在网侧电能计量难度大的问题，同时由于供电过程中存在的线路损耗以及传输发热等情况，作为供电侧的牵引变电所难以确定作为用电单位的各个列车所需求的电能，也无法向不同用电单位准确清算电费，因此如何准确确定列车的能耗成为当前面对的重要问题，现有技术中还没有比较有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种列车能耗的测量方法、系统、电子设备及存储介质，达到了能有效地区分列车的牵引工况和制动工况并测量列车的网侧牵引能耗及再生制动能耗的效果，克服了网侧电能计量难度大的问题，能够准确测量列车消耗的能量，有利于准确核算运输成本，同时变、配电所等供电单位可以基于测量结果、设备运维要求以及运能调整情况等准确预测用电侧的电能需要，实现电能的高效准确计量以及应用。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种列车能耗的测量方法，包括：

3、采样列车的供电电压和供电电流；

4、确定所述供电电压和所述供电电流之间的相位差；

5、基于所述相位差确定所述列车的当前运行工况，所述列车的运行工况包括牵引工况和制动工况；

6、基于所述供电电压和所述供电电流确定所述列车在当前运行工况下的能耗。

7、可选地，所述确定所述供电电压和所述供电电流之间的相位差，包括：

8、获取所述供电电压和所述供电电流的波形图；

9、利用相位差公式和所述波形图计算所述供电电压和所述供电电流之间的相位差；

10、所述相位差公式为：

11、

12、其中，为所述供电电压和所述供电电流之间的相位差；t2+为所述供电电压出现后的第一个周期内，所述供电电压对应的电压信号过零点的时间；t1+为所述供电电流出现后的第一个周期内，所述供电电流对应的电流信号过零点的时间；t是为所述列车供电的接触网的供电周期。

13、可选地，所述基于所述相位差确定所述列车的当前运行工况，包括：

14、当或或则判定所述列车处于牵引工况；

15、当或则判定所述列车处于制动工况。

16、可选地，所述列车包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和所述电流互感器的输入端分别与接触网连接，所述采样列车的供电电压和供电电流，包括：

17、接收所述电压互感器输出的列车的供电电压；

18、接收所述电流互感器输出的列车的供电电流。

19、可选地，所述基于所述供电电压和所述供电电流确定所述列车在当前运行工况下的能耗，包括：

20、利用所述供电电压和所述供电电流确定所述列车在当前运行工况下的平均功率；

21、基于所述平均功率和所述列车在当前运行工况下的运行时长确定所述列车在当前运行工况下的能耗。

22、可选地，当所述列车处于牵引工况时，所述基于所述供电电压和所述供电电流确定所述列车在当前运行工况下的能耗，包括：

23、利用所述供电电压、所述供电电流和牵引能耗公式计算所述列车在当前运行工况下的能耗；

24、所述牵引能耗公式为：

25、

26、其中，w1为的所述列车在牵引工况下的能耗；k1为所述电压互感器的变比；k2为所述电流互感器的变比；u1(t)为所述供电电压；i(t)为所述供电电流；n为一个供电周期内所述供电电压和所述供电电流的采样数；t是为所述列车供电的接触网的供电周期。

27、可选地，当所述列车处于制动工况时，所述基于所述供电电压和所述供电电流确定所述列车在当前运行工况下的能耗，包括：

28、利用所述供电电压、所述供电电流和制动能耗公式计算所述列车在当前运行工况下的能耗；

29、所述制动能耗公式为：

30、

31、其中，w2为的所述列车在制动工况下的能耗；k1为所述电压互感器的变比；k2为所述电流互感器的变比；u1(t)为所述供电电压；i(t)为所述供电电流；n为一个供电周期内所述供电电压和所述供电电流的采样数；t是为所述列车供电的接触网的供电周期。

32、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种列车能耗的测量系统，包括：

33、采样单元，用于采样列车的供电电压和供电电流；

34、相位差确定单元，用于确定所述供电电压和所述供电电流之间的相位差；

35、运行工况确定单元，用于基于所述相位差确定所述列车的当前运行工况，所述列车的运行工况包括牵引工况和制动工况；

36、能耗确定单元，用于基于所述供电电压和所述供电电流确定所述列车在当前运行工况下的能耗。

37、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括：

38、存储器，用于存储计算机程序；

39、处理器，用于实现如前述所述的列车能耗的测量方法的步骤。

40、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述所述的列车能耗的测量方法的步骤。

41、本发明提供了一种列车能耗的测量方法，先采样列车的供电电压和供电电流，根据供电电压和供电电流之间的相位差确定列车的当前运行工况后，再通过采样得到的供电电压和供电电流来确定列车在当前运行工况下的能耗，可以准确确定列车在不同运行工况下的能耗情况，达到了能有效地区分列车的牵引工况和制动工况并测量列车的网侧牵引能耗及再生制动能耗的效果，克服了网侧电能计量难度大的问题，能够准确测量列车消耗的能量，有利于准确核算运输成本，同时变、配电所等供电单位可以基于测量结果、设备运维要求以及运能调整情况等准确预测用电侧的电能需要，实现电能的高效准确计量以及应用。

42、本发明还提供了一种列车能耗的测量系统、电子设备以及计算机可读存储介质，具有与上述列车能耗的测量方法相同的有益效果。

技术特征：

1.一种列车能耗的测量方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的列车能耗的测量方法，其特征在于，所述确定所述供电电压和所述供电电流之间的相位差，包括：

3.如权利要求2所述的列车能耗的测量方法，其特征在于，所述基于所述相位差确定所述列车的当前运行工况，包括：

4.如权利要求1至3任一项所述的列车能耗的测量方法，其特征在于，所述列车包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和所述电流互感器的输入端分别与接触网连接，所述采样列车的供电电压和供电电流，包括：

5.如权利要求4所述的列车能耗的测量方法，其特征在于，所述基于所述供电电压和所述供电电流确定所述列车在当前运行工况下的能耗，包括：

6.如权利要求4所述的列车能耗的测量方法，其特征在于，当所述列车处于牵引工况时，所述基于所述供电电压和所述供电电流确定所述列车在当前运行工况下的能耗，包括：

7.如权利要求4所述的列车能耗的测量方法，其特征在于，当所述列车处于制动工况时，所述基于所述供电电压和所述供电电流确定所述列车在当前运行工况下的能耗，包括：

8.一种列车能耗的测量系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的列车能耗的测量方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种列车能耗的测量方法、系统、电子设备及存储介质，涉及测量领域，先采样列车的供电电压和供电电流，根据供电电压和供电电流之间的相位差确定列车的当前运行工况后，再通过采样得到的供电电压和供电电流来确定列车在当前运行工况下的能耗，可以准确确定列车在不同运行工况下的能耗情况，达到了能有效地区分列车的牵引工况和制动工况并测量列车的网侧牵引能耗及再生制动能耗的效果，克服了网侧电能计量难度大的问题，能够准确测量列车消耗的能量，有利于准确核算运输成本，同时变、配电所等供电单位可以基于测量结果、设备运维要求以及运能调整情况等准确预测用电侧的电能需要，实现电能的高效准确计量以及应用。

技术研发人员：葛天,李智强,姜鸿鹏,王玉玺,何浩远,吕文俊,李伟,王川
受保护的技术使用者：中车成都机车车辆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15