CN115042675B - 一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法 - Google Patents

一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法 Download PDF

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CN115042675B CN202210984698.XA CN202210984698A CN115042675B CN 115042675 B CN115042675 B CN 115042675B CN 202210984698 A CN202210984698 A CN 202210984698A CN 115042675 B CN115042675 B CN 115042675B
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Abstract

本发明公开了一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法，涉及电气化铁路供电技术领域。包括测控系统提供牵引变电所出口处电压电流、列车取流点处电压电流、列车的实时位置、分区所两侧供电臂末端电压、电流，再由测控系统计算出负荷功率，判断直流系统所需功率并将两供电臂末端电压差量与允许值进行对比，判断是否投入单相功率变换器SPC，并实时控制单相功率变换器SPC在分区所左右两侧供电臂间或分区所左右两侧供电臂与直流系统间进行功率转移的范围，使交直流供电分区所供电臂末端电压差量在允许值内。

Description

一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法
技术领域
本发明涉及电气化铁路牵引供电技术领域，具体涉及一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法。
背景技术
目前在我国轨道交通中交流牵引供电系统采用27.5kV或55kV工频单相交流供电，直流牵引供电系统普遍采用1500V或750V直流供电。由于供电制式的不同，两种牵引供电系统一般采用各自独立的单制式供电。
目前我国出现了许多多种制式的机车和不同交通型式交汇的地方，传统的单一供电制式已无法满足双流制供电的需要，双流制牵引供电系统可用于在交流电力牵引车辆与直流城轨车辆牵引过渡的地段；再者我国机车车辆制造企业同时生产的不同电压等级和电流制的机车也需要不同的牵引供电系统给予供电进行调试试验，建设双流制牵引供电系统，使其既可以对交流电力牵引车辆进行供电，也可以对直流城轨车辆进行供电，使尽可能的运行高效、经济，使尽可能减少重复建设，避免巨大的资源浪费，因此有必要对双流制牵引供电方案进行研究。
在交流电气化铁路中，分区所处存在电分相，直流供电系统通过单相功率变换器SPC与交流供电系统相连接，牵引网电压过高将导致列车再生制动失效、过低则将导致列车牵引功率不足等问题。研究单相功率变换器SPC中功率的分配可以对供电臂末端网压水平进行优化，对提高电气化铁路的安全运行具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法，它能有效地解决在同时考虑线路损耗并且分区所左、右两侧供电臂末端电压差量在允许范围内的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法，包括以下步骤：步骤1、设定分区所左、右两侧供电臂末端电压差量的允许值；步骤2、采集实时电气量信号数据，包括：牵引变电所SSa、牵引变电所SSb馈线出口处的交流电压、电流，分区所左、右两侧供电臂的末端电压以及直流侧端口电压、电流；交流供电系统列车的位置，每列车取流点处电压、电流；步骤3、根据实时信号数据确定供电系统的运行状态并判断分区所左、右两侧供电臂末端电压差量是否在允许值内；步骤4、根据所设定的电压差量范围、列车负荷数据、线路数据、牵引变电所出口处馈线数据，在考虑线路损耗的前提下建立目标函数与约束条件，对单相功率变换器SPC在分区所左、右两侧供电臂间或分区所左、右两侧供电臂与直流供电系统间进行功率转移的范围进行求解，根据功率求解出的范围进行控制，将分区所左、右两侧供电臂末端电压差量减小至允许的范围内。
单相功率变换器SPC进行功率转移的范围求解具体包括以下步骤：
步骤1、设定分区所左、右两侧供电臂末端电压差量的允许值
Figure 686333DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤2、通过测控系统PS得到实时信号数据，包括初始时刻牵引变电所SSa出口处的电压
Figure 455706DEST_PATH_IMAGE002
、电流
Figure 85271DEST_PATH_IMAGE003
,牵引变电所SSb出口处的电压
Figure 773741DEST_PATH_IMAGE004
、电流
Figure 488756DEST_PATH_IMAGE005
,左侧供电臂列车取流点处的电压
Figure 796241DEST_PATH_IMAGE006
和电流
Figure 545891DEST_PATH_IMAGE007
，右侧供电臂列车取流点处的电压
Figure 811787DEST_PATH_IMAGE008
和电流
Figure 748519DEST_PATH_IMAGE009
，直流供电系统电压
Figure 270415DEST_PATH_IMAGE010
、电流
Figure 749938DEST_PATH_IMAGE011
，左侧供电臂列车取流点处与牵引变电所SSa的距离
Figure 311370DEST_PATH_IMAGE012
，右侧供电臂列车取流点处与牵引变电所SSb的距离
Figure 735398DEST_PATH_IMAGE013
，分区所左侧供电臂末端电压
Figure 650264DEST_PATH_IMAGE014
、分区所右侧供电臂末端电压
Figure 108927DEST_PATH_IMAGE015
；
步骤3、计算交流供电系统左侧供电臂列车所需要的功率
Figure 716626DEST_PATH_IMAGE016
和右侧供电臂列车所需要的功率
Figure 627950DEST_PATH_IMAGE017
，直流供电系统列车所需要的功率
Figure 471141DEST_PATH_IMAGE018
；
步骤4、若
Figure 659677DEST_PATH_IMAGE019
且
Figure 562911DEST_PATH_IMAGE020
，则单相功率变换器SPC进入待机状态；
步骤5、若
Figure 961531DEST_PATH_IMAGE019
但
Figure 483780DEST_PATH_IMAGE021
，则控制单相功率变换器SPC从分区所左侧供电臂转移部分功率到右侧供电臂，转移功率大小由测控系统PS所得实时数据进行计算，转移功率小于0则表示功率传输的方向与所述方向相反；
步骤6、若
Figure 919965DEST_PATH_IMAGE022
，则控制单相功率变换器SPC同时从分区所左侧供电臂和右侧供电臂转移直流供电系统所需功率，两供电臂间的转移功率系数
Figure 603887DEST_PATH_IMAGE023
大小由测控系统PS所得实时数据进行计算，系数
Figure 224224DEST_PATH_IMAGE023
小于0则表示功率传输的方向与所述方向相反。
单相功率变换器SPC进行功率转移的范围求解所述步骤5中，设从分区所左侧供电臂转移到右侧供电臂的功率为
Figure 674797DEST_PATH_IMAGE024
，转移功率
Figure 837925DEST_PATH_IMAGE024
的求解步骤为：
A1：建立转移功率
Figure 817382DEST_PATH_IMAGE024
与控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 190595DEST_PATH_IMAGE025
、牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 54646DEST_PATH_IMAGE026
的函数关系，计算公式为：
Figure 931335DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 488218DEST_PATH_IMAGE028
表示牵引网单位长度阻抗，
Figure 83148DEST_PATH_IMAGE029
表示供电臂长度，
Figure 344365DEST_PATH_IMAGE030
表示分区所左侧供电臂上的列车数、
Figure 482085DEST_PATH_IMAGE031
表示分区所右侧供电臂上的列车数，
Figure 331574DEST_PATH_IMAGE032
；
A2：建立控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 148220DEST_PATH_IMAGE025
与控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 619653DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 470934DEST_PATH_IMAGE026
与控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 104041DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 407983DEST_PATH_IMAGE035
A3：建立控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流
Figure 542161DEST_PATH_IMAGE036
与取流处电压
Figure 388894DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流
Figure 317536DEST_PATH_IMAGE037
与取流处电压
Figure 374354DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 922010DEST_PATH_IMAGE038
A4：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 13462DEST_PATH_IMAGE030
列车取流处电压
Figure 988372DEST_PATH_IMAGE039
与左侧供电臂列车取流、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 535415DEST_PATH_IMAGE031
列车取流处电压
Figure 11396DEST_PATH_IMAGE040
与右侧供电臂列车取流的函数关系，计算公式为：
Figure 567142DEST_PATH_IMAGE041
A5：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 837587DEST_PATH_IMAGE030
列车取流
Figure 603417DEST_PATH_IMAGE042
与列车取流处电压
Figure 758455DEST_PATH_IMAGE039
、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 293342DEST_PATH_IMAGE031
列车取流
Figure 875633DEST_PATH_IMAGE043
与列车取流处电压
Figure 394339DEST_PATH_IMAGE040
的函数关系，计算公式为：
Figure 477701DEST_PATH_IMAGE044
A6：建立控制后的分区所左侧供电臂末端电压
Figure 395323DEST_PATH_IMAGE045
、控制后的分区所右侧供电臂末端电压
Figure 148515DEST_PATH_IMAGE046
与A1~A5所述电气量的函数关系，计算公式为：
Figure 623359DEST_PATH_IMAGE047
A7：根据对分区所左、右两侧供电臂末端电压差量允许值的需求，求解转移功率
Figure 979254DEST_PATH_IMAGE024
的范围，约束条件的计算公式为：
Figure 629678DEST_PATH_IMAGE048
最终得到符合需要的分区所左、右供电臂末端电压差量。
单相功率变换器SPC进行功率转移的范围求解所述步骤6中，从分区所左侧供电臂转移直流供电系统所需要的部分功率设为
Figure 412826DEST_PATH_IMAGE049
、从右侧供电臂转移剩余部分所需功率即为
Figure 640545DEST_PATH_IMAGE050
，系数
Figure 409918DEST_PATH_IMAGE023
的求解步骤为：
B1：建立系数
Figure 773904DEST_PATH_IMAGE023
与控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 993532DEST_PATH_IMAGE025
、控制后的牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 318334DEST_PATH_IMAGE026
的函数关系，计算公式为：
Figure 612437DEST_PATH_IMAGE052
其中，
Figure 971874DEST_PATH_IMAGE028
表示牵引网单位长度阻抗，
Figure 96825DEST_PATH_IMAGE029
表示供电臂长度，
Figure 299136DEST_PATH_IMAGE030
表示分区所左侧供电臂上的列车数、
Figure 269366DEST_PATH_IMAGE031
表示分区所右侧供电臂上的列车数，
Figure 342364DEST_PATH_IMAGE032
；
B2：建立控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 372637DEST_PATH_IMAGE025
与控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 672032DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 711532DEST_PATH_IMAGE026
与控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 170195DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 777894DEST_PATH_IMAGE035
B3：建立控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流
Figure 420709DEST_PATH_IMAGE036
与取流处电压
Figure 998321DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流
Figure 311491DEST_PATH_IMAGE037
与取流处电压
Figure 683566DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 285449DEST_PATH_IMAGE038
B4：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 401172DEST_PATH_IMAGE030
列车取流处电压
Figure 37690DEST_PATH_IMAGE039
与左侧供电臂列车取流、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 580667DEST_PATH_IMAGE031
列车取流处电压
Figure 62988DEST_PATH_IMAGE040
与右侧供电臂列车取流的函数关系，计算公式为：
Figure 857769DEST_PATH_IMAGE041
B5：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 879952DEST_PATH_IMAGE030
列车取流
Figure 859409DEST_PATH_IMAGE042
与列车取流处电压
Figure 967042DEST_PATH_IMAGE039
、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 690148DEST_PATH_IMAGE031
列车取流
Figure 301258DEST_PATH_IMAGE043
与列车取流处电压
Figure 451616DEST_PATH_IMAGE040
的函数关系，计算公式为：
Figure 921912DEST_PATH_IMAGE053
B6：建立控制后的分区所左侧供电臂末端电压
Figure 469216DEST_PATH_IMAGE045
、控制后的分区所右侧供电臂末端电压
Figure 200411DEST_PATH_IMAGE046
与B1~B5所述电气量的函数关系，计算公式为：
Figure 256092DEST_PATH_IMAGE047
B7：根据对分区所左、右两侧供电臂末端电压差量允许值的需求，求解
Figure 72738DEST_PATH_IMAGE023
的范围，约束条件计算公式为：
Figure 872067DEST_PATH_IMAGE054
最终得到符合需要的分区所左、右供电臂末端电压差量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明可使分区所双流制系统分区所左右两侧供电臂末端网压差量在允许的范围内，同时考虑线路损耗和列车位置带来的影响，提高了精度；
二、本发明可实现交流和直流的同所供电，两种供电制式共用供电设备，有效地减少分区所的建设面积和成本；
三、本发明可实现直流系统的直流电压可控，经DC/DC电路变换后可适用于不同电压等级的直流供电系统。
四、本发明可实现列车再生能量在直流系统和交流系统之间的相互利用，提高能量利用率。
附图说明
图1是本发明实施例一所述的交直流供电分区所结构示意图。
图2是本发明实施例二中所述一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法流程示意图。
图3是本发明实施例二中所述测控系统所得牵引变电所出口处电压、电流，交流列车功率、取流点处电压、电流、位置，直流系统电压、电流、功率示意图。
图4是本发明实施例二中步骤5控制后所得牵引变电所出口处电压、电流，交流列车功率、取流点处电压、电流、位置，直流系统电压、电流、功率，分区所转移功率示意图。
图5是本发明实施例二中步骤6控制后所得牵引变电所出口处电压、电流，交流列车功率、取流点处电压、电流、位置，直流系统电压、电流、功率，分区所转移功率示意图。
具体实施方式
为了更好理解本发明的创造思想，在此简要说明本发明的工作原理：以分区所左右两侧供电臂末端网压差量允许值为控制目标，通过控制单相功率变换器SPC，兼顾直流和交流供电，计及线路损耗对电气化铁路的系统功率进行分配，对分区所左右两侧供电臂末端网压差量进行调节。下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。
实施例一
如图1所示，本发明实施例基于一种交直流供电分区所，结构包括三相高压母线A、B、C，牵引变电所SSa、牵引变电所SSb、交流母线AB、钢轨R、直流母线DB、分区所、测控系统PS；所述交流母线AB上左侧供电臂有m列车取流、右侧供电臂上有n列车取流，所述列车均安装车载通信设备，钢轨R安装轨旁通信设备并接地，直流母线DB上有直流列车取流，分区所内含单相功率变换器SPC，单相功率变换器SPC包括匹配变压器MT1、匹配变压器MT2、电感L1、电感L2、交直交变流器，匹配变压器MT1原边与交流母线AB左侧供电臂、钢轨R相连，匹配变压器MT2原边与交流母线AB右侧供电臂、钢轨R相连，交直交变流器的直流侧经DC-DC变换装置后并接于直流母线DB上；交流母线AB在牵引变电所SSa出口处串接电流互感器CT1、在牵引变电所SSb出口处串接电流互感器CT2,交流母线AB在左侧供电臂末端与钢轨R之间并接电压互感器PT1、在右侧供电臂末端与钢轨R之间并接电压互感器PT2，直流母线DB一端串接分流器RW,另一端并接电压变送器VD后接入钢轨R；所述测控系统PS输入端与电流互感器CT1、电流互感器CT2、电压互感器PT1、电压互感器PT2、电压变送器VD、分流器RW、车载通信设备和轨旁通信设备的测量信号输出端相连，信号输出端与单相功率变换器SPC的控制端相连。
供电臂末端电压差量控制方法为：
步骤1、设定分区所左、右两侧供电臂末端电压差量的允许值；
步骤2、采集实时电气量信号数据，包括：牵引变电所SSa、牵引变电所SSb馈线出口处的交流电压、电流，分区所左、右两侧供电臂的末端电压以及直流侧端口电压、电流；交流供电系统列车的位置，每列车取流点处电压、电流；
步骤3、根据实时信号数据确定供电系统的运行状态并判断分区所左、右两侧供电臂末端电压差量是否在允许值内；
步骤4、根据所设定的电压差量范围、列车负荷数据、线路数据、牵引变电所出口处馈线数据，在考虑线路损耗的前提下建立目标函数与约束条件，对单相功率变换器SPC在分区所左、右两侧供电臂间或分区所左、右两侧供电臂与直流供电系统间进行功率转移的范围进行求解，根据功率求解出的范围进行控制，将分区所左、右两侧供电臂末端电压差量减小至允许的范围内。
实施例二
如图2所示，本发明实施例提供一种分区所双流制系统供电臂末端电压水平控制方法，单相功率变换器SPC进行功率转移的范围求解具体包括以下步骤：
步骤1、设定分区所左、右两侧供电臂末端电压差量的允许值
Figure 457769DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤2、通过测控系统PS得到实时信号数据，包括初始时刻牵引变电所SSa出口处的电压
Figure 684351DEST_PATH_IMAGE002
、电流
Figure 988294DEST_PATH_IMAGE003
,牵引变电所SSb出口处的电压
Figure 859822DEST_PATH_IMAGE004
、电流
Figure 300031DEST_PATH_IMAGE005
,左侧供电臂列车取流点处的电压
Figure 228673DEST_PATH_IMAGE006
和电流
Figure 19911DEST_PATH_IMAGE007
，右侧供电臂列车取流点处的电压
Figure 895463DEST_PATH_IMAGE008
和电流
Figure 455758DEST_PATH_IMAGE009
，直流供电系统电压
Figure 555301DEST_PATH_IMAGE010
、电流
Figure 974781DEST_PATH_IMAGE011
，左侧供电臂列车取流点处与牵引变电所SSa的距离
Figure 919603DEST_PATH_IMAGE012
，右侧供电臂列车取流点处与牵引变电所SSb的距离
Figure 924949DEST_PATH_IMAGE013
，分区所左侧供电臂末端电压
Figure 664235DEST_PATH_IMAGE014
、分区所右侧供电臂末端电压
Figure 430066DEST_PATH_IMAGE015
；
步骤3、计算交流供电系统左侧供电臂列车所需要的功率
Figure 506475DEST_PATH_IMAGE016
和右侧供电臂列车所需要的功率
Figure 775783DEST_PATH_IMAGE017
，直流供电系统列车所需要的功率
Figure 220058DEST_PATH_IMAGE018
；
步骤4、若
Figure 207605DEST_PATH_IMAGE019
且
Figure 759809DEST_PATH_IMAGE020
，则单相功率变换器SPC进入待机状态；
步骤5、若
Figure 414782DEST_PATH_IMAGE019
但
Figure 495870DEST_PATH_IMAGE021
，则控制单相功率变换器SPC从分区所左侧供电臂转移部分功率到右侧供电臂，转移功率大小由测控系统PS所得实时数据进行计算，转移功率小于0则表示功率传输的方向与所述方向相反；
步骤6、若
Figure 111659DEST_PATH_IMAGE022
，则控制单相功率变换器SPC同时从分区所左侧供电臂和右侧供电臂转移直流供电系统所需功率，两供电臂间的转移功率系数
Figure 467554DEST_PATH_IMAGE023
大小由测控系统PS所得实时数据进行计算，系数
Figure 977033DEST_PATH_IMAGE023
小于0则表示功率传输的方向与所述方向相反。
所述步骤5中，设从分区所左侧供电臂转移到右侧供电臂的功率为
Figure 760181DEST_PATH_IMAGE024
，转移功率
Figure 597687DEST_PATH_IMAGE024
的求解步骤为：
A1：建立转移功率
Figure 488764DEST_PATH_IMAGE024
与控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 118329DEST_PATH_IMAGE025
、牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 72378DEST_PATH_IMAGE026
的函数关系，计算公式为：
Figure 662760DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 94878DEST_PATH_IMAGE028
表示牵引网单位长度阻抗，
Figure 578949DEST_PATH_IMAGE029
表示供电臂长度，
Figure 703900DEST_PATH_IMAGE030
表示分区所左侧供电臂上的列车数、
Figure 515998DEST_PATH_IMAGE031
表示分区所右侧供电臂上的列车数，
Figure 751807DEST_PATH_IMAGE032
；
A2：建立控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 355964DEST_PATH_IMAGE025
与控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 389166DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 688561DEST_PATH_IMAGE026
与控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 728061DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 655566DEST_PATH_IMAGE035
A3：建立控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流
Figure 122319DEST_PATH_IMAGE036
与取流处电压
Figure 502485DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流
Figure 814517DEST_PATH_IMAGE037
与取流处电压
Figure 127687DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 906287DEST_PATH_IMAGE038
A4：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 304908DEST_PATH_IMAGE030
列车取流处电压
Figure 948860DEST_PATH_IMAGE039
与左侧供电臂列车取流、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 257482DEST_PATH_IMAGE031
列车取流处电压
Figure 800458DEST_PATH_IMAGE040
与右侧供电臂列车取流的函数关系，计算公式为：
Figure 951954DEST_PATH_IMAGE041
A5：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 746735DEST_PATH_IMAGE030
列车取流
Figure 34496DEST_PATH_IMAGE042
与列车取流处电压
Figure 279533DEST_PATH_IMAGE039
、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 528112DEST_PATH_IMAGE031
列车取流
Figure 251217DEST_PATH_IMAGE043
与列车取流处电压
Figure 534431DEST_PATH_IMAGE040
的函数关系，计算公式为：
Figure 684790DEST_PATH_IMAGE044
A6：建立控制后的分区所左侧供电臂末端电压
Figure 279719DEST_PATH_IMAGE045
、控制后的分区所右侧供电臂末端电压
Figure 947461DEST_PATH_IMAGE046
与A1~A5所述电气量的函数关系，计算公式为：
Figure 212744DEST_PATH_IMAGE047
A7：根据对分区所左、右两侧供电臂末端电压差量允许值的需求，求解转移功率
Figure 534004DEST_PATH_IMAGE024
的范围，约束条件的计算公式为：
Figure 757175DEST_PATH_IMAGE048
最终得到符合需要的分区所左、右供电臂末端电压差量。
控制后所得牵引变电所出口处电压、电流，交流列车功率、取流点处电压、电流、位置，直流系统电压、电流、功率，分区所转移功率示意图如图4所示。
所述步骤6中，从分区所左侧供电臂转移直流供电系统所需要的部分功率设为
Figure 556504DEST_PATH_IMAGE049
、从右侧供电臂转移剩余部分所需功率即为
Figure 142206DEST_PATH_IMAGE050
，系数
Figure 165526DEST_PATH_IMAGE023
的求解步骤为：
B1：建立系数
Figure 610414DEST_PATH_IMAGE023
与控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 479012DEST_PATH_IMAGE025
、控制后的牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 450380DEST_PATH_IMAGE026
的函数关系，计算公式为：
Figure 988808DEST_PATH_IMAGE055
其中，
Figure 45626DEST_PATH_IMAGE028
表示牵引网单位长度阻抗，
Figure 285344DEST_PATH_IMAGE029
表示供电臂长度，
Figure 252163DEST_PATH_IMAGE030
表示分区所左侧供电臂上的列车数、
Figure 351706DEST_PATH_IMAGE031
表示分区所右侧供电臂上的列车数，
Figure 895820DEST_PATH_IMAGE032
；
B2：建立控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 247167DEST_PATH_IMAGE025
与控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 396389DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 666833DEST_PATH_IMAGE026
与控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 432664DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 181177DEST_PATH_IMAGE035
B3：建立控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流
Figure 122588DEST_PATH_IMAGE036
与取流处电压
Figure 298355DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流
Figure 554411DEST_PATH_IMAGE037
与取流处电压
Figure 247561DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 636954DEST_PATH_IMAGE038
B4：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 514780DEST_PATH_IMAGE030
列车取流处电压
Figure 130569DEST_PATH_IMAGE039
与左侧供电臂列车取流、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 486464DEST_PATH_IMAGE031
列车取流处电压
Figure 261522DEST_PATH_IMAGE040
与右侧供电臂列车取流的函数关系，计算公式为：
Figure 654457DEST_PATH_IMAGE041
B5：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 147755DEST_PATH_IMAGE030
列车取流
Figure 41762DEST_PATH_IMAGE042
与列车取流处电压
Figure 812272DEST_PATH_IMAGE039
、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 500742DEST_PATH_IMAGE031
列车取流
Figure 212828DEST_PATH_IMAGE043
与列车取流处电压
Figure 785891DEST_PATH_IMAGE040
的函数关系，计算公式为：
Figure 4383DEST_PATH_IMAGE053
B6：建立控制后的分区所左侧供电臂末端电压
Figure 394913DEST_PATH_IMAGE045
、控制后的分区所右侧供电臂末端电压
Figure 472591DEST_PATH_IMAGE046
与B1~B5所述电气量的函数关系，计算公式为：
Figure 973979DEST_PATH_IMAGE047
B7：根据对分区所左、右两侧供电臂末端电压差量允许值的需求，求解
Figure 312556DEST_PATH_IMAGE023
的范围，约束条件计算公式为：
Figure 483775DEST_PATH_IMAGE054
最终得到符合需要的分区所左、右供电臂末端电压差量。

Claims (4)

1.一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法，包括以下步骤：
步骤1、设定分区所左、右两侧供电臂末端电压差量的允许值；
步骤2、采集实时电气量信号数据，包括：牵引变电所SSa、牵引变电所SSb馈线出口处的交流电压、电流，分区所左、右两侧供电臂的末端电压以及直流侧端口电压、电流；交流供电系统列车的位置，每列车取流点处电压、电流；
步骤3、根据实时信号数据确定供电系统的运行状态并判断分区所左、右两侧供电臂末端电压差量是否在允许值内；
步骤4、根据所设定的电压差量范围、列车负荷数据、线路数据、牵引变电所出口处馈线数据，在考虑线路损耗的前提下建立目标函数与约束条件，对单相功率变换器SPC在分区所左、右两侧供电臂间或分区所左、右两侧供电臂与直流供电系统间进行功率转移的范围进行求解，根据功率求解出的范围进行控制，将分区所左、右两侧供电臂末端电压差量减小至允许的范围内。
2.根据权利要求1所述的一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法，其特征在于：求解单相功率变换器SPC进行功率转移的范围具体包括以下步骤：
步骤1、设定分区所左、右两侧供电臂末端电压差量的允许值
Figure 412487DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤2、通过测控系统PS得到实时信号数据，包括初始时刻牵引变电所SSa出口处的电压
Figure 64048DEST_PATH_IMAGE002
、电流
Figure 437261DEST_PATH_IMAGE003
,牵引变电所SSb出口处的电压
Figure 301312DEST_PATH_IMAGE004
、电流
Figure 912422DEST_PATH_IMAGE005
,左侧供电臂列车取流点处的电压
Figure 593939DEST_PATH_IMAGE006
和电流
Figure 329814DEST_PATH_IMAGE007
，右侧供电臂列车取流点处的电压
Figure 325451DEST_PATH_IMAGE008
和电流
Figure 587805DEST_PATH_IMAGE009
，直流供电系统电压
Figure 315590DEST_PATH_IMAGE010
、电流
Figure 663395DEST_PATH_IMAGE011
，左侧供电臂列车取流点处与牵引变电所SSa的距离
Figure 869248DEST_PATH_IMAGE012
，右侧供电臂列车取流点处与牵引变电所SSb的距离
Figure 189371DEST_PATH_IMAGE013
，分区所左侧供电臂末端电压
Figure 209761DEST_PATH_IMAGE014
、分区所右侧供电臂末端电压
Figure 513703DEST_PATH_IMAGE015
；
步骤3、计算交流供电系统左侧供电臂列车所需要的功率
Figure 257668DEST_PATH_IMAGE016
和右侧供电臂列车所需要的功率
Figure 760194DEST_PATH_IMAGE017
，直流供电系统列车所需要的功率
Figure 892098DEST_PATH_IMAGE018
；
步骤4、若
Figure 89861DEST_PATH_IMAGE019
且
Figure 762151DEST_PATH_IMAGE020
，则单相功率变换器SPC进入待机状态；
步骤5、若
Figure 728970DEST_PATH_IMAGE019
但
Figure 359671DEST_PATH_IMAGE021
，则控制单相功率变换器SPC从分区所左侧供电臂转移部分功率到右侧供电臂，转移功率大小由测控系统PS所得实时数据进行计算，转移功率小于0则表示功率传输的方向与所述方向相反；
步骤6、若
Figure 107048DEST_PATH_IMAGE022
，则控制单相功率变换器SPC同时从分区所左侧供电臂和右侧供电臂转移直流供电系统所需功率，两供电臂间的转移功率系数
Figure 458395DEST_PATH_IMAGE023
大小由测控系统PS所得实时数据进行计算，系数
Figure 404354DEST_PATH_IMAGE023
小于0则表示功率传输的方向与所述方向相反。
3.根据权利要求2所述的一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法，其特征在于：所述步骤5中，设从分区所左侧供电臂转移到右侧供电臂的功率为
Figure 81323DEST_PATH_IMAGE024
，转移功率
Figure 115662DEST_PATH_IMAGE024
的求解步骤为：
A1：建立转移功率
Figure 333017DEST_PATH_IMAGE024
与控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 274428DEST_PATH_IMAGE025
、牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 981353DEST_PATH_IMAGE026
的函数关系，计算公式为：
Figure 375425DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 458788DEST_PATH_IMAGE028
表示牵引网单位长度阻抗，
Figure 989126DEST_PATH_IMAGE029
表示供电臂长度，
Figure 70215DEST_PATH_IMAGE030
表示分区所左侧供电臂上的列车数、
Figure 76217DEST_PATH_IMAGE031
表示分区所右侧供电臂上的列车数，
Figure 573057DEST_PATH_IMAGE032
；
A2：建立控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 348115DEST_PATH_IMAGE025
与控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 272209DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 968770DEST_PATH_IMAGE026
与控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 125426DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 161515DEST_PATH_IMAGE035
A3：建立控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流
Figure 115564DEST_PATH_IMAGE036
与取流处电压
Figure 971525DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流
Figure 138064DEST_PATH_IMAGE037
与取流处电压
Figure 622135DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 153611DEST_PATH_IMAGE038
A4：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 559184DEST_PATH_IMAGE030
列车取流处电压
Figure 326152DEST_PATH_IMAGE039
与左侧供电臂列车取流、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 71254DEST_PATH_IMAGE031
列车取流处电压
Figure 632685DEST_PATH_IMAGE040
与右侧供电臂列车取流的函数关系，计算公式为：
Figure 197659DEST_PATH_IMAGE041
A5：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 706001DEST_PATH_IMAGE030
列车取流
Figure 167593DEST_PATH_IMAGE042
与列车取流处电压
Figure 775292DEST_PATH_IMAGE039
、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 217775DEST_PATH_IMAGE031
列车取流
Figure 936332DEST_PATH_IMAGE043
与列车取流处电压
Figure 515081DEST_PATH_IMAGE040
的函数关系，计算公式为：
Figure 621577DEST_PATH_IMAGE044
A6：建立控制后的分区所左侧供电臂末端电压
Figure 161143DEST_PATH_IMAGE045
、控制后的分区所右侧供电臂末端电压
Figure 276867DEST_PATH_IMAGE046
与A1~A5所述电气量的函数关系，计算公式为：
Figure 975701DEST_PATH_IMAGE047
A7：根据对分区所左、右两侧供电臂末端电压差量允许值的需求，求解转移功率
Figure 925203DEST_PATH_IMAGE024
的范围，约束条件的计算公式为：
Figure 811119DEST_PATH_IMAGE048
最终得到符合需要的分区所左、右供电臂末端电压差量。
4.根据权利要求2所述的一种交直流供电分区所供电臂末端电压差量控制方法，其特征在于：所述步骤6中，从分区所左侧供电臂转移直流供电系统所需要的部分功率设为
Figure 933796DEST_PATH_IMAGE049
、从右侧供电臂转移剩余部分所需功率即为
Figure 218628DEST_PATH_IMAGE050
，系数
Figure 604610DEST_PATH_IMAGE023
的求解步骤为：
B1：建立系数
Figure 446664DEST_PATH_IMAGE023
与控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 435349DEST_PATH_IMAGE025
、控制后的牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 718563DEST_PATH_IMAGE026
的函数关系，计算公式为：
Figure 603342DEST_PATH_IMAGE052
其中，
Figure 463851DEST_PATH_IMAGE028
表示牵引网单位长度阻抗，
Figure 131592DEST_PATH_IMAGE029
表示供电臂长度，
Figure 393946DEST_PATH_IMAGE030
表示分区所左侧供电臂上的列车数、
Figure 121731DEST_PATH_IMAGE031
表示分区所右侧供电臂上的列车数，
Figure 672798DEST_PATH_IMAGE032
；
B2：建立控制后的牵引变电所SSa出口处的电流
Figure 3285DEST_PATH_IMAGE025
与控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 261091DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的牵引变电所SSb出口处的电流
Figure 287341DEST_PATH_IMAGE026
与控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流处电压
Figure 732228DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 69669DEST_PATH_IMAGE035
B3：建立控制后的分区所左侧供电臂第一列车取流
Figure 306615DEST_PATH_IMAGE036
与取流处电压
Figure 376202DEST_PATH_IMAGE033
、控制后的分区所右侧供电臂第一列车取流
Figure 698599DEST_PATH_IMAGE037
与取流处电压
Figure 574151DEST_PATH_IMAGE034
的函数关系，计算公式为：
Figure 540970DEST_PATH_IMAGE038
B4：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 640513DEST_PATH_IMAGE030
列车取流处电压
Figure 591152DEST_PATH_IMAGE039
与左侧供电臂列车取流、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 67132DEST_PATH_IMAGE031
列车取流处电压
Figure 216354DEST_PATH_IMAGE040
与右侧供电臂列车取流的函数关系，计算公式为：
Figure 627744DEST_PATH_IMAGE041
B5：建立控制后的分区所左侧供电臂第
Figure 679662DEST_PATH_IMAGE030
列车取流
Figure 834699DEST_PATH_IMAGE042
与列车取流处电压
Figure 900744DEST_PATH_IMAGE039
、控制后的分区所右侧供电臂第
Figure 217456DEST_PATH_IMAGE031
列车取流
Figure 939425DEST_PATH_IMAGE043
与列车取流处电压
Figure 757208DEST_PATH_IMAGE040
的函数关系，计算公式为：
Figure 818705DEST_PATH_IMAGE053
B6：建立控制后的分区所左侧供电臂末端电压
Figure 696531DEST_PATH_IMAGE045
、控制后的分区所右侧供电臂末端电压
Figure 577899DEST_PATH_IMAGE046
与B1~B5所述电气量的函数关系，计算公式为：
Figure 933794DEST_PATH_IMAGE047
B7：根据对分区所左、右两侧供电臂末端电压差量允许值的需求，求解
Figure 912115DEST_PATH_IMAGE023
的范围，约束条件计算公式为：
Figure 836208DEST_PATH_IMAGE054
最终得到符合需要的分区所左、右供电臂末端电压差量。
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