一种逆变回馈装置启动电压优化方法及控制装置与流程

本发明涉及城市轨道交通逆变回馈装置，尤其是涉及一种逆变回馈装置启动电压优化方法及控制装置。

背景技术：

1、城市轨道交通牵引供电系统结构如图2所示，主变电所通过中压电缆与牵引降压混合所和降压变电所相连。牵引降压混合所中包含整流机组、降压负荷以及逆变回馈装置。逆变回馈装置将列车反馈至牵引网上的再生制动能量逆变至交流侧，供降压负荷利用，以提升系统能量利用效率。

2、逆变回馈装置启动电压与其节能效果息息相关，而目前逆变回馈装置的启动电压多根据人为经验确定，可能导致其节能效果不佳。对逆变回馈装置启动电压进行优化一般依靠人工智能算法进行，但是启动电压初值的选取较为随意，且未考虑到多时段即不同发车间隔下，牵引供电系统的能量流动关系，导致优化效果不好。

技术实现思路

1、本发明提供了一种逆变回馈装置启动电压优化方法及控制装置，考虑了对不同时段、不同的逆变回馈装置的启动电压进行优化，且考虑了牵引供电系统的能量流动关系，对逆变回馈装置启动电压优化的初值进行限制，可提升优化效率。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、本说明书实施例的一方面公开了一种逆变回馈装置启动电压优化方法，包括：

4、s1.对每个发车间隔下，所有上下行发车时差的总反馈能量和系统级牵引能耗进行相关性分析，得到发车间隔t1～tn对应的相关系数γ1～γn；

5、s2.判断γn的绝对值是否大于阈值γt，若否，则令第n个发车间隔对应的启动电压的初始值u0为默认值um，进入s4；若是，则进入s3；n＝1、2…n；

6、s3.判断γn是否为正，若是，则令u0增大至uh，uh＞um；若否，则令u0减小至ul，ul＜um；

7、s4.根据第n个发车间隔对应启动电压的初始值u0，对第n个发车间隔进行启动电压的优化，完成所有发车间隔的启动电压优化后，得到所有发车间隔的最优启动电压。

8、本说明书实施例中，s1包括：

9、s11.对每个发车间隔的所有上下行发车时差情况进行供电系统仿真；

10、s12.基于仿真结果，对每个发车间隔下，所有上下行发车时差的总反馈能量和系统级牵引能耗进行相关性分析，得到发车间隔t1～tn对应的相关系数γ1～γn。

11、本说明书实施例中，s11包括：

12、s111.确定供电系统仿真软件，仿真软件为pscad或simulink或digsilent；

13、s112.在仿真软件中建立供电系统的仿真模型，仿真模型包括主变电所、牵引降压混合所、降压变电所、电缆线路、牵引网和列车；

14、s113.设定仿真参数，仿真参数包括列车牵引计算结果、交流/直流系统参数、整流机组、逆变回馈装置参数和控制策略，并设置每个发车间隔的所有上下行发车时差的列车运行计划；

15、s114.进行仿真计算，分别对所有的列车运行计划进行仿真，以得到供电系统运行结果，计算得到每个列车运行计划下的总反馈能量和系统级牵引能耗。

16、本说明书实施例中，s1中，采用皮尔逊相关系数进行相关性分析。

17、本说明书实施例中，s4包括：

18、s41.根据第n个发车间隔对应启动电压的初始值u0，对第n个发车间隔，使用人工智能算法进行启动电压的优化；

19、s42.结束优化后，判断n是否等于n，若是，则代表已优化所有发车间隔的启动电压，得到所有发车间隔的最优启动电压及对应的系统级牵引能耗:若否,则n增加1，继续进行s41。

20、本说明书实施例中，s41包括：

21、s411.进行第i次供电计算仿真，输入参数包括启动电压u(i-1)、第n个发车间隔对应的列车运行计划，输出结果为总反馈能量和系统级牵引能耗；其中，i≥1；当i＝1时，启动电压u(i-1)为第n个发车间隔对应的启动电压的初始值u0；当i＞1时，启动电压u(i-1)为上一次进行s412时输出的第i-1次迭代计算电压；

22、s412.根据s411的输出结果和启动电压u(i-1)，进行人工智能算法计算，输出结果为第i次迭代计算电压ui；

23、s413.进行第i次迭代收敛判断,当收敛条件得到满足时，结束优化,第n个发车间隔对应的最优启动电压为ui，第n个发车间隔对应的系统级牵引能耗为eni,当收敛条件不满足时，仿真次数加1并进入s411。

24、本说明书实施例中，人工智能算法为遗传算法或群体智能算法。

25、本说明书实施例中，所述逆变回馈装置用于设置在牵引供电系统中，所述牵引供电系统设置有多个所述逆变回馈装置；

26、所述逆变回馈装置启动电压优化方法包括：

27、根据s1～s3得到优化后的每个发车间隔下启动电压的初始值u0；其中，同一发车间隔下，每个逆变回馈装置启动电压的初始值u0相同；

28、根据s4分别对每个逆变回馈装置进行启动电压的优化。

29、本说明书实施例的另一方面公开了一种控制装置，包括：

30、相关性分析模块，用于对每个发车间隔下，所有上下行发车时差的总反馈能量和系统级牵引能耗进行相关性分析，得到发车间隔t1～tn对应的相关系数γ1～γn；

31、启动电压优化初值调节模块，用于对每个发车间隔，判断对应γn的绝对值是否大于阈值γt，若否，则令启动电压的初始值u0为默认值um，进入启动电压优化模块；若是，进一步判断γn是否为正，若是，则令u0为uh，uh＞um；若否，则令u0为ul，ul＜um；

32、启动电压优化模块，用于以启动电压优化初值调节模块设置的启动电压初值为输入条件，分别对每个发车间隔进行启动电压的优化，并输出所有发车间隔的最优启动电压。

33、本说明书实施例中，控制装置还包括：

34、处理器，分别与所述相关性分析模块、启动电压优化初值调节模块和启动电压优化模块连接；

35、存储器，与所述处理器连接，并存储有可在所述处理器上运行的计算机程序；

36、其中，当所述处理器执行所述计算机程序时，所述处理器控制所述相关性分析模块、启动电压优化初值调节模块和启动电压优化模块工作，以实现上述的逆变回馈装置启动电压优化方法。

37、综上所述，本发明至少具有以下有益效果：

38、本发明考虑了对不同时段、不同的逆变回馈装置的启动电压进行优化，且考虑了牵引供电系统的能量流动关系，对逆变回馈装置启动电压优化的初值进行限制，可提升优化效率。而且有多个逆变回馈装置时，每个逆变回馈装置启动电压是单独优化的而非整体统一值进行优化的，避免再生制动能量分布不均匀，逆变回馈装置节能效果更佳。本发明还对不同时段的逆变回馈装置启动电压进行优化，进一步提升系统节能效果。本发明以能量相关性分析为基础对启动电压优化的初始值进行限制，提高了优化的效率，节省了时间。

技术特征：

1.一种逆变回馈装置启动电压优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的逆变回馈装置启动电压优化方法，其特征在于，s1包括：

3.根据权利要求2所述的逆变回馈装置启动电压优化方法，其特征在于，s11包括：

4.根据权利要求1所述的逆变回馈装置启动电压优化方法，其特征在于，s1中，采用皮尔逊相关系数进行相关性分析。

5.根据权利要求1所述的逆变回馈装置启动电压优化方法，其特征在于，s4包括：

6.根据权利要求5所述的逆变回馈装置启动电压优化方法，其特征在于，s41包括：

7.根据权利要求5所述的逆变回馈装置启动电压优化方法，其特征在于，人工智能算法为遗传算法或群体智能算法。

8.根据权利要求1所述的逆变回馈装置启动电压优化方法，其特征在于，所述逆变回馈装置用于设置在牵引供电系统中，所述牵引供电系统设置有多个所述逆变回馈装置；

9.一种控制装置，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明提供了一种逆变回馈装置启动电压优化方法，包括：S1.对每个发车间隔下，所有上下行发车时差的总反馈能量和系统级牵引能耗进行相关性分析，得到发车间隔T1～TN对应的相关系数γ1～γN；S2.判断γn的绝对值是否大于阈值γT，若否则令第n个发车间隔对应的启动电压的初始值U0为默认值UM，进入S4；若是则进入S3；S3.判断γn是否为正，若是则令U0增大至UH，UH＞UM；若否则令U0减小至UL，UL＜UM；S4.根据第n个发车间隔对应启动电压的初始值U0，对第n个发车间隔进行启动电压的优化，得到所有发车间隔的最优启动电压。本发明优化了不同时段的启动电压，考虑了牵引供电系统的能量流动关系。

技术研发人员：张戬,吴波,李书谦,刘炜
受保护的技术使用者：成都尚华电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13