CN111597672B - 一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法。所述方法包括：PSCADA系统与牵引计算模块通过文件形式交互牵引计算信息；在PSCADA系统中建立牵引计算模型和牵引负荷分布模型；PSCADA系统向牵引计算模块提供牵引计算参数并从牵引计算模块获取牵引计算结果；根据牵引计算结果和运行图编制方法形成一段时间的模拟运行图，模拟牵引负荷的分布；将某一时刻的牵引负荷分布结果与PSCADA系统牵引供电系统网络模型结合进行PSCADA系统的潮流计算仿真分析。本发明以牵引计算结果和模拟运行图来模拟牵引负荷的时空分布，并结合PSCADA系统牵引供电系统模型，实现PSCADA系统中的潮流计算仿真分析，大大提高PSCADA系统的计算分析能力。
Description
技术领域
本发明涉及地铁电力调度领域，具体涉及一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法。
背景技术
列车牵引计算研究列车在外力作用下沿轨道运行的相关问题，对地铁供电系统而言，列车牵引计算可模拟列车在运行过程中列车电流、列车位置、运行时间的相互关系。利用牵引计算的结果和运行图编制方法生成模拟运行图，模拟列车在牵引网上的时空分布。
目前的地铁电力调度系统(PSCADA)，仅仅实现对地铁供电系统的监视和控制，暂未实现对整个供电系统的潮流分析功能，其中一个重要原因就是地铁PSCADA系统无法获取列车负荷信息，使潮流计算缺少牵引负荷数据。而列车牵引计算提供了一种模拟列车运行过程的方法，牵引计算的结果反映了列车运行时间、列车位置、列车电流的关系；根据牵引计算结果和运行图编制方法形成一段时间的模拟运行图，模拟牵引负荷的时空分布。牵引计算作为轨道交通领域的一个基础功能已经应用于各个领域，但从未将其应用到PSCADA系统牵引负荷模拟中来。如何借助牵引计算模块模拟牵引负荷实现PSCADA的潮流仿真，是地铁电力调度领域急需解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，通过列车牵引计算模拟列车牵引负荷的变化并生成模拟运行图，与地铁电力调度系统相结合，使在地铁电力调度系统中实现潮流仿真分析成为可能，具有良好的应用前景。
为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，包括：设置独立于地铁电力调度系统PSCADA系统的牵引计算模块；所述牵引计算模块用于计算列车运行位置和取流随时间的变化情况；
所述PSCADA系统与牵引计算模块通过文件的形式进行数据交互，即：PSCADA系统向牵引计算模块提供牵引计算参数，牵引计算模块向PSCADA返回列车牵引计算结果；
根据所述牵引计算结果在PSCADA系统中进行潮流仿真分析。
进一步的，所述方法具体包括如下步骤，
步骤(A)，在PSCADA系统数据库中建立牵引计算模型和牵引负荷分布模型；
所述牵引计算模型用于存储所述牵引计算模块所需的计算参数和牵引计算模块返回的计算结果；
所述牵引负荷分布模型用于存储在一段时间内线路上运行的列车车次信息及每个车次的运行记录信息；步骤(B)，在PSCADA系统中将牵引计算模型给出的牵引计算参数以文件形式输出到牵引计算模块指定目录；
步骤(C)，触发牵引计算模块执行牵引计算，将牵引计算结果以文件形式生成到PSCADA指定目录，
步骤(D)，PSCADA系统读入步骤(C)生成的牵引计算结果文件，并将计算结果存入PSCADA牵引计算模型；
步骤(E)，设置列车发车间隔，将步骤(D)生成的牵引计算结果按照列车运行图编制规则生成一段时间的模拟运行图；并将模拟运行图对应的车次信息和运行记录信息记录到PSCADA牵引负荷分布模型给出的列表里；
步骤(F)，获取牵引负荷断面进行潮流仿真分析。
进一步的，所述步骤(A)中，
所述牵引计算模型包括：牵引计算参数和牵引计算结果；牵引计算参数包括如下表：车辆编组信息表、车辆制动力特性信息表、车辆再生制动反馈电流特性信息表、车辆牵引取流特性信息表、车辆牵引力特性信息表、地铁线路曲线参数信息表、地铁线路坡度参数信息表、地铁线路标记信息表、运行参数信息表；牵引计算结果包括如下表：上行运行记录信息表、下行运行记录信息表；
所述牵引负荷分布模型包括车次表和列车运行记录表，车次和列车运行记录为一对多包含关系，即一个车次包含多条运行记录。
进一步的，所述步骤(C)中，
所述牵引计算模块的牵引计算结果包括：上行运行记录信息、下行运行记录信息；上行运行记录信息、下行运行记录信息内容包含：列车运行时刻、列车位置、列车电流，按固定时间间隔形成一条一条的记录；所述牵引计算结果描述了一列车从发车到跑完全程在每个时刻点所处的位置和所对应的电流。
进一步的，所述步骤(E)中，
将模拟运行图对应的车次信息和运行记录信息记录到PSCADA牵引负荷分布模型给出的列表里具体指：将模拟运行图对应的车次记录到PSCADA牵引负荷分布模型给出的车次表里，将每个车次的运行结果信息记录到PSCADA牵引负荷分布模型给出的列车运行记录表里，列车运行记录表包含如下属性：列车运行时刻、列车位置、列车电流。
进一步的，所述步骤(F)中，
所述获取牵引负荷断面具体指：将PSCADA牵引负荷分布模型给出的列车运行记录表里某个时刻对应的所有记录提取出来，即为在该时刻断面下牵引负荷在地铁牵引供电系统中的分布结果。
进一步的，所述步骤(F)中，获取牵引负荷断面进行潮流仿真分析具体指：将所获取的牵引负荷断面即牵引负荷分布结果与PSCADA系统中建立的牵引供电系统网络模型相结合，按照潮流计算方法进行潮流仿真分析；
所述牵引供电系统网络模型用于描述牵引供电系统各类电气设备的运行状态、连接关系及设备参数。
本发明的有益效果是：本发明的一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，通过在地铁电力调度系统数据库中建立牵引计算模型和牵引负荷分布模型，并通过牵引计算模块得到牵引计算结果，根据运行图编制方法生成一段时间的模拟运行图，形成车次信息和每个车次的运行记录信息，完成牵引负荷的模拟。将某个时刻的牵引负荷分布结果与PSCADA系统建立的牵引供电系统网络模型相结合，即可进行潮流计算仿真分析。通过以上方法，使在PSCADA系统进行潮流仿真成为可能，大大提高PSCADA系统的分析能力，具有良好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的PSCADA系统与牵引计算模块的交互信息流图；
图2是本发明一实施例提供的一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本发明技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。其只是包含了本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本发明的各种变化获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，包括如下环节：
S1：设置独立于地铁电力调度系统PSCADA系统的牵引计算模块；所述牵引计算模块用于计算列车运行位置和取流随时间的变化情况；地铁电力调度系统与牵引计算模块的信息交互形式如图1所示；
S2：所述PSCADA系统与牵引计算模块通过文件的形式进行数据交互，即：PSCADA系统向牵引计算模块提供牵引计算参数，牵引计算模块向PSCADA返回列车牵引计算结果；
S3：根据所述牵引计算结果在PSCADA系统中进行潮流仿真分析。
如图2所示，为一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法的流程示意图，包括如下步骤，
步骤(A)，在PSCADA系统数据库中建立牵引计算模型和牵引负荷分布模型；
所述牵引计算模型用于存储所述牵引计算模块所需的计算参数和牵引计算模块返回的计算结果；
所述牵引负荷分布模型用于存储在一段时间内线路上运行的列车车次信息及每个车次的运行记录信息；
牵引计算模型包括：牵引计算参数和牵引计算结果；牵引计算参数包括如下表：车辆编组信息表、车辆制动力特性信息表、车辆再生制动反馈电流特性信息表、车辆牵引取流特性信息表、车辆牵引力特性信息表、地铁线路曲线参数信息表、地铁线路坡度参数信息表、地铁线路标记信息表、运行参数信息表；牵引计算结果包括如下表：上行运行记录信息表、下行运行记录信息表；牵引负荷分布模型包括车次表和和列车运行记录表，车次和列车运行记录为一对多包含关系，即一个车次包含多条运行记录；
步骤(B)，在PSCADA系统中将牵引计算参数以文件形式输出到牵引计算模块指定目录，步骤(A)中每类参数信息作为一种类型输出到同一个文件中；
步骤(C)，触发牵引计算模块执行牵引计算，将牵引计算结果以文件形式生成到PSCADA指定目录，牵引计算结果包括：上行运行记录信息、下行运行记录信息；上行运行记录信息、下行运行记录信息内容包含：列车运行时刻、列车位置、列车电流，按固定时间间隔(如1秒)形成一条一条的记录；牵引计算结果描述了一列车从发车到跑完全程在每个时刻点所处的位置和所对应的电流；
步骤(D)，PSCADA系统读入步骤(C)生成的牵引计算结果文件，并将结果存入PSCADA数据库上行运行记录信息表、下行运行记录信息表里；
步骤(E)，设置列车发车间隔，将步骤(D)生成的牵引计算结果按照列车运行图编制规则生成一段时间的模拟运行图；将运行图对应的车次记录到PSCADA车次表里，将每个车次的运行结果信息记录到列车运行记录表里，列车运行记录表包含如下属性：列车运行时刻、列车位置、列车电流；
步骤(F)，将PSCADA列车运行记录表里某个时刻对应的所有记录提取出来，即为在该时刻断面下牵引负荷在地铁牵引供电系统中的分布结果；将牵引负荷分布结果与PSCADA系统中建立的牵引供电系统网络模型相结合，按照潮流计算方法进行潮流仿真分析。
综上所述，本发明的一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，通过在地铁电力调度系统数据库中建立牵引计算模型和牵引负荷分布模型，并通过牵引计算模块得到牵引计算结果，根据运行图编制方法生成一段时间的模拟运行图，形成车次信息和每个车次的运行记录信息，完成牵引负荷的模拟。将某个时刻的牵引负荷分布结果与PSCADA系统建立的牵引供电系统网络模型相结合，即可进行潮流计算仿真分析。通过以上方法，使在PSCADA系统进行潮流仿真成为可能，大大提高PSCADA系统的分析能力，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
Claims (6)
1.一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，其特征在于：包括，
设置独立于地铁电力调度系统PSCADA系统的牵引计算模块；所述牵引计算模块用于计算列车运行位置和取流随时间的变化情况；
所述PSCADA系统与牵引计算模块通过文件的形式进行数据交互，即：PSCADA系统向牵引计算模块提供牵引计算参数，牵引计算模块向PSCADA返回列车牵引计算结果；
根据所述牵引计算结果在PSCADA系统中进行潮流仿真分析；
具体包括如下步骤：
步骤(A)，在PSCADA系统数据库中建立牵引计算模型和牵引负荷分布模型；
所述牵引计算模型用于存储所述牵引计算模块所需的计算参数和牵引计算模块返回的计算结果；
所述牵引负荷分布模型用于存储在一段时间内线路上运行的列车车次信息及每个车次的运行记录信息；步骤(B)，在PSCADA系统中将牵引计算模型给出的牵引计算参数以文件形式输出到牵引计算模块指定目录；
步骤(C)，触发牵引计算模块执行牵引计算，将牵引计算结果以文件形式生成到PSCADA指定目录，
步骤(D)，PSCADA系统读入步骤(C)生成的牵引计算结果文件，并将计算结果存入PSCADA牵引计算模型；
步骤(E)，设置列车发车间隔，将步骤(D)生成的牵引计算结果按照列车运行图编制规则生成一段时间的模拟运行图；并将模拟运行图对应的车次信息和运行记录信息记录到PSCADA牵引负荷分布模型给出的列表里；
步骤(F)，获取牵引负荷断面进行潮流仿真分析。
2.根据权利要求1所述一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，其特征在于：所述步骤(A)中，
所述牵引计算模型包括：牵引计算参数和牵引计算结果；牵引计算参数包括如下表：车辆编组信息表、车辆制动力特性信息表、车辆再生制动反馈电流特性信息表、车辆牵引取流特性信息表、车辆牵引力特性信息表、地铁线路曲线参数信息表、地铁线路坡度参数信息表、地铁线路标记信息表、运行参数信息表；牵引计算结果包括如下表：上行运行记录信息表、下行运行记录信息表；
所述牵引负荷分布模型包括车次表和列车运行记录表，车次和列车运行记录为一对多包含关系，即一个车次包含多条运行记录。
3.根据权利要求1所述一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，其特征在于：所述步骤(C)中，
所述牵引计算模块的牵引计算结果包括：上行运行记录信息、下行运行记录信息；上行运行记录信息、下行运行记录信息内容包含：列车运行时刻、列车位置、列车电流，按固定时间间隔形成一条一条的记录；所述牵引计算结果描述了一列车从发车到跑完全程在每个时刻点所处的位置和所对应的电流。
4.根据权利要求1所述一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，其特征在于：所述步骤(E)中，
将模拟运行图对应的车次信息和运行记录信息记录到PSCADA牵引负荷分布模型给出的列表里具体指：将模拟运行图对应的车次记录到PSCADA牵引负荷分布模型给出的车次表里，将每个车次的运行结果信息记录到PSCADA牵引负荷分布模型给出的列车运行记录表里，列车运行记录表包含如下属性：列车运行时刻、列车位置、列车电流。
5.根据权利要求1所述一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，其特征在于：所述步骤(F)中，
所述获取牵引负荷断面具体指：将PSCADA牵引负荷分布模型给出的列车运行记录表里某个时刻对应的所有记录提取出来，即为在该时刻断面下牵引负荷在地铁牵引供电系统中的分布结果。
6.根据权利要求1所述一种基于牵引计算结果的地铁电力调度系统潮流仿真方法，其特征在于：所述步骤(F)中，获取牵引负荷断面进行潮流仿真分析具体指：将所获取的牵引负荷断面即牵引负荷分布结果与PSCADA系统中建立的牵引供电系统网络模型相结合，按照潮流计算方法进行潮流仿真分析；
所述牵引供电系统网络模型用于描述牵引供电系统各类电气设备的运行状态、连接关系及设备参数。
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