本发明涉及地铁负荷建模，特别涉及一种地铁负荷建模方法。
背景技术：
1、地铁供电系统是为地铁运营提供所需电能的系统，不仅为地铁电动列车提供牵引用电,而且还为地铁运营服务的其他设施提供电能，如照明、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等，应具备安全可靠、技术先进、功能齐全、调度方便和经济合理等特点。在地铁的运营中，供电一旦中断，不仅会造成地铁运输系统的瘫痪，还会危及乘客生命与财产安全。因此，高度安全可靠而又经济合理的电力供给是地铁正常运营的重要保证和前提。
2、用电群体中，有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷，有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准，而且这种要求和标准又相差甚远。城市轨道供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求，以使其发挥各自的功能与作用。且存在多种地铁用电场景以及不同季节、不同运营方式，这导致急需全面精确的地铁负荷建模。
3、背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本发明提供一种地铁负荷建模方法，不仅能准确全面建模，且可以适应多种地铁用电场景，可以适应不同季节、不同运营方式下的负荷模型。
2、一种地铁负荷建模方法包括：
3、第一步骤，针对不同时间尺度将地铁负荷分为静态负荷以及动态负荷，单日内地铁负荷为静态负荷，以年尺度为建模的负荷为动态负荷；
4、第二步骤，采用地铁运行方式以及地铁列车运行方式结合的数据驱动的方式对静态负荷进行建模；
5、第三步骤，对于动态负荷，根据地铁站内用电设备、地铁供电网架的用电规律进行模型驱动的建模。
6、所述的一种地铁负荷建模方法中，还包括：第四步骤，动态负荷中，对地铁供电网架建模分析包括电缆模型、接触网模型、变压器模型，电缆模型在地铁负荷建模中采用π型等效，接触网模型则根据地铁行车时进行电磁制动使得接触网压升高的情况进行分析，地铁供电网架中的变压器对变压器容量进行建模。
7、所述的一种地铁负荷建模方法中，地铁单日内负荷表现为早晚高峰，其余时间平峰特性。
8、所述的一种地铁负荷建模方法中，早晚高峰的峰值均为同一时间多车启动所产生的峰值脉冲，通过基于时刻表的牵引负荷建模计算以估计地铁系统的能耗情况，地铁系统采用直流供电，整流变压器功率因数接近1，这意味着在下级牵引侧仅消耗有功功率p，地铁的牵引负荷简化为电阻模型，。
9、所述的一种地铁负荷建模方法中，地铁负荷在单日内分为运营时间和非运营时间，运营时间内为牵引负荷，非运营时间为环控、照明负荷，年尺度负荷分类为空调季与非空调季。
10、所述的一种地铁负荷建模方法中，地铁负荷中的旋转电机元件根据其运行情况以及在总负荷中占比情况拟合在车站中的占比以设定比例常数。
11、所述的一种地铁负荷建模方法中，单日内地铁负荷分为由牵引列车前进产生的牵引负荷以及由地铁站内用电设备产生的非牵引负荷。
12、所述的一种地铁负荷建模方法中，将地铁列车行驶中的基本用电特性与行驶特征对牵引负荷进行建模，其中，根据全天内地铁列车在站-站间的行车功率进行叠加分析，根据地铁站牵引机组的双端供电用电特征对站-站间的行车功率进行计算，地铁牵引负荷静态模型等效为阻抗模型。
13、所述的一种地铁负荷建模方法中，非牵引负荷采用针对温度和客流量的建模方法根据外界温度以及客流量增大导致的地铁站内产热增加结合热力学公式对空调、风机、水泵机组的用电规律进行建模，非牵引负荷静态模型等效为阻抗模型，由于牵引负荷与非牵引负荷均由同一段母线供电，因此地铁静态负荷叠加等效为阻抗模型。
14、所述的一种地铁负荷建模方法中，模型驱动为根据地铁站内设备的设备类型进行建模，整流机组所带负荷为牵引负荷，等效为阻抗模型，空调、风机、水泵的旋转元件根据其实际负荷的占比等效为感应电动机负荷模型，模型驱动的地铁负荷是阻抗模型与感应电动机模型的组合，地铁站内用电设备表现为整流机组进行牵引所产生的负荷增加、地下车站的环控设备出力增加，地铁站在类型上分为地下车站与地上车站，地下车站内设备用电负载率随温度变化的特征进行分类建模，其中，地下车站设备中的空调、水泵、风机设备认为是旋转电机模型，根据感应电机在地铁站内的占比情况对不同地铁站内的感应电动机负荷占比设定比例常数，结合牵引负荷的阻抗模型进行模型驱动的负荷模型建模。
15、所述的一种地铁负荷建模方法中，接触网模型则根据地铁行车时进行电磁制动使得接触网压升高的情况进行分析中，由于地铁列车采用启动-惰行-制动的行驶策略，启动阶段由上级接触网获取电能，接触网电压保持不变；惰行阶段不从接触网获取电能，接触网电压保持不变；制动阶段，由于列车制动阶段采用电磁制动的制动形式，此时列车电动机转变为发电机，将列车的动能转化为电能倒送至列车接触网，使得接触网电压发生抬升的情况。
16、和现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明采用数据驱动以及模型驱动的建模方式对地铁静态负荷以及动态负荷进行建模。基于地铁供电网架设备的基本用电规律以及外界温度条件的变化进行综合建模，相较于传统模型更加全面，可以适应多种地铁用电场景，可以适应不同季节、不同运营方式下的负荷模型。
1.一种地铁负荷建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种地铁负荷建模方法，其特征在于，优选的，地铁单日内负荷表现为早晚高峰，其余时间平峰特性。
3.根据权利要求1所述的一种地铁负荷建模方法，其特征在于，早晚高峰的峰值均为同一时间多车启动所产生的峰值脉冲，通过基于时刻表的牵引负荷建模计算以估计地铁系统的能耗情况，地铁系统采用直流供电，整流变压器功率因数接近1，这意味着在下级牵引侧仅消耗有功功率p，地铁的牵引负荷简化为电阻 模型，。
4.根据权利要求1所述的一种地铁负荷建模方法，其特征在于，地铁负荷在单日内分为运营时间和非运营时间，运营时间内为牵引负荷，非运营时间为环控、照明负荷，年尺度负荷分类为空调季与非空调季。
5.根据权利要求1所述的一种地铁负荷建模方法，其特征在于，地铁负荷中的旋转电机元件根据其运行情况以及在总负荷中占比情况拟合在车站中的占比以设定比例常数。
6.根据权利要求1所述的一种地铁负荷建模方法，其特征在于，单日内地铁负荷分为由牵引列车前进产生的牵引负荷以及由地铁站内用电设备产生的非牵引负荷。
7.根据权利要求6所述的一种地铁负荷建模方法，其特征在于，将地铁列车行驶中的基本用电特性与行驶特征对牵引负荷进行建模。
8.根据权利要求6所述的一种地铁负荷建模方法，其特征在于，非牵引负荷采用针对温度和客流量的建模方法根据外界温度以及客流量增大导致的地铁站内产热增加结合热力学公式对空调、风机、水泵机组的用电规律进行建模，非牵引负荷静态模型等效为阻抗模型，由于牵引负荷与非牵引负荷均由同一段母线供电，因此地铁静态负荷叠加等效为阻抗模型。
9.根据权利要求1所述的一种地铁负荷建模方法，其特征在于，模型驱动为根据地铁站内设备的设备类型进行建模，整流机组所带负荷为牵引负荷，等效为阻抗模型，空调、风机、水泵的旋转元件根据其实际负荷的占比等效为感应电动机负荷模型，模型驱动的地铁负荷是阻抗模型与感应电动机模型的组合，地铁站内用电设备表现为整流机组进行牵引所产生的负荷增加、地下车站的环控设备出力增加，地铁站在类型上分为地下车站与地上车站，地下车站内设备用电负载率随温度变化的特征进行分类建模，其中，地下车站设备中的空调、水泵、风机设备认为是旋转电机模型，根据感应电机在地铁站内的占比情况对不同地铁站内的感应电动机负荷占比设定比例常数，结合牵引负荷的阻抗模型进行模型驱动的负荷模型建模。
10.根据权利要求1所述的一种地铁负荷建模方法，其特征在于，接触网模型则根据地铁行车时进行电磁制动使得接触网压升高的情况进行分析中，由于地铁列车采用启动-惰行-制动的行驶策略，启动阶段由上级接触网获取电能，接触网电压保持不变；惰行阶段不从接触网获取电能，接触网电压保持不变；制动阶段，由于列车制动阶段采用电磁制动的制动形式，此时列车电动机转变为发电机，将列车的动能转化为电能倒送至列车接触网，使得接触网电压发生抬升的情况。
11.根据权利要求7所述的一种地铁负荷建模方法，其中，根据全天内地铁列车在站-站间的行车功率进行叠加分析，根据地铁站牵引机组的双端供电用电特征对站-站间的行车功率进行计算，地铁牵引负荷静态模型等效为阻抗模型。
12.根据权利要求1所述的一种地铁负荷建模方法，其特征在于，还包括：