CN117810914B - 一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法以及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法以及系统，包括：确定目标牵引变电所的目标计划列车信息；根据目标计划列车信息，划分多个目标运行周期，目标运行周期的划分依据为：在目标牵引供电段中，每当新增驶入或驶出的目标列车时，划分一次目标运行周期；根据目标计划列车信息，确定每个目标运行周期分别对应的目标预估电量和目标预估功率；根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式，本发明可以提高预测储能装置的工作模式的准确性。

Description

一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法以及系统
技术领域
本发明涉及设备控制领域，尤其涉及一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法以及系统。
背景技术
高速列车以下坡方向运行在长大坡道区段时，优先采用再生制动方式降速，此时牵引电机工作在发电状态产生再生制动能量并返送至牵引网，列车在长大坡道线路产生的再生制动能量可达到牵引能量的10%~30%。返送的再生制动能量存在三相不对称的问题，会加剧牵引供电电能质量问题，并且由于外部电网不对再生制动能量进行计费统计，使其未得到充分利用，对铁路部门而言存在一定的经济损失。另一方面，行车线路上临时增加列车或列车临时提速行驶，可能导致牵引供电系统过负荷，造成列车所处牵引供电段的牵引变电所跳闸故障，危害供电安全与行车安全。
目前，可以通过牵引变电所配置储能系统，将产生的再生制动能量存储至储能系统中，并可将储能系统的电能用于牵引供电系统的临时扩容。通过储能系统调节，可以达到牵引负荷削峰填谷的作用。但由于储能装置在牵引供电系统中的应用仍然还处于探索阶段，难以较为准确的预测牵引变电所的储能系统在未来多个运行周期的运行模式（即待机模式、充电模式或放电模式）。因此，如何较为精准地预测牵引变电所的储能系统的运行模式是亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例通过提供一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法以及系统，解决了现有技术中难以精准预测牵引变电所的储能系统的运行模式的技术问题，实现了精准的预测牵引变电所的储能系统的运行模式的技术效果。
第一方面，本申请提供了一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，方法包括：
确定目标牵引变电所的目标计划列车信息，目标计划列车信息包括多辆目标列车在目标牵引供电段的计划驶入时刻、计划驶出时刻以及计划平均速度；
根据目标计划列车信息，划分多个目标运行周期，目标运行周期的划分依据为：在目标牵引供电段中，每当新增驶入或驶出的目标列车时，划分一次目标运行周期；
根据目标计划列车信息，确定每个目标运行周期分别对应的目标预估电量和目标预估功率；
根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式，储能装置的工作模式包括：充电模式、放电模式以及动态待机模式。
进一步地，确定目标计划列车信息中多辆目标列车分别对应的计划平均速度，包括：
若目标列车已在目标牵引供电段中行驶，则根据该目标列车的驶入目标牵引供电段的实际驶入时刻、该目标列车的实际行驶路程以及当前时刻，确定该目标列车的计划平均速度；
若目标列车尚未在目标牵引供电段中行驶，则根据目标牵引供电段的历史速度经验值，确定该目标列车的计划平均速度。
进一步地，根据目标计划列车信息，确定每个目标运行周期分别对应的目标预估电量和目标预估功率，包括：
针对每个目标运行周期，根据目标计划列车信息，确定该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一电量需求和第一功率需求；
根据该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一电量需求之和，确定该目标运行周期对应的目标预估电量；
根据该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一功率需求之和，确定该目标运行周期对应的目标预估功率。
进一步地，根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式，包括：
当目标运行周期对应的目标预估电量小于0时，确定该目标运行周期的工作模式为充电模式。
进一步地，根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式，还包括：
当目标运行周期对应的目标预估电量大于或等于0，且该目标运行周期对应的目标预估功率大于或等于牵引变压器最大功率时，确定该目标运行周期的工作模式为放电模式。
进一步地，根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式，还包括：
当目标运行周期对应的目标预估电量大于或等于0，且该目标运行周期对应的目标预估功率小于牵引变压器最大功率时，确定该目标运行周期的工作模式为动态待机模式。
进一步地，方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为充电模式时，判断该目标运行周期是否存在上一周期；
若存在，则获取该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量以及预估电池荷电状态值；
根据该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量、预估电池荷电状态值以及该目标运行周期的目标预估电量，确定在该目标运行周期中的储能装置对应的目标可回收再生制动能量及目标充电电流值。
进一步地，方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为放电模式时，根据该目标运行周期对应的目标预估电量和目标预估功率，确定在该目标运行周期中的储能装置对应的目标放电电流值以及目标放电电量。
进一步地，方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为放电模式时，判断该目标运行周期的目标预估功率是否小于所述牵引变压器最大功率与所述储能装置的额定功率之和；
若小于，判断该目标运行周期是否存在上一周期；
若存在，则判断该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量是否满足该目标运行周期的目标预估电量；
若不满足，则向目标终端发送报警信号。
进一步地，方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为放电模式时，判断该目标运行周期是否存在上一周期；
若该目标运行周期存在上一周期，将上一周期更新为充电模式。
进一步地，方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为充电模式时，判断该目标运行周期是否存在上一周期；
若存在，判断上一周期的工作模式是否为动态待机模式；
若是，则将上一周期的工作模式更新为放电模式。
进一步地，方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为动态待机模式时，若该目标运行周期的下一周期的工作模式仍为动态待机模式，则保持该目标运行周期的工作模式为动态待机模式。
进一步地，确定储能装置的实时电池荷电状态值，方法包括：
根据储能装置的实时电流、实时电压值以及实时温度值，确定实时电池荷电状态值。
第二方面，本申请提供了一种牵引变电所储能装置运行状态预测系统，系统包括：
牵引变电所储能装置管理系统包括：牵引负荷预测子系统以及储能功率状态评估子系统；
牵引负荷预测子系统用于从铁路行车调度系统和铁路供电调度控制系统中获取目标计划列车信息，并根据目标计划列车信息以及目标路线长度，确定每辆目标列车的目标预估电量和目标预估功率；
储能功率状态评估子系统用于获取牵引负荷预测子系统中每辆目标列车的目标预估电量和目标预估功率，并根据储能装置中的实时电参数、每辆目标列车的目标牵引功率和目标预估功率，确定储能装置的目标工作模式
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请通过确定目标牵引变电所的目标计划列车信息，目标计划列车信息包括多辆目标列车在目标牵引供电段的计划驶入时刻、计划驶出时刻以及计划平均速度；根据目标计划列车信息，划分多个目标运行周期，目标运行周期的划分依据为：在目标牵引供电段中，每当新增驶入或驶出的目标列车时，划分一次目标运行周期；根据目标计划列车信息，确定每个目标运行周期分别对应的目标预估电量和目标预估功率；根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式，储能装置的工作模式包括：充电模式、放电模式以及动态待机模式。相较于现有技术中，无法准确确定储能装置的运行模式，利用储能装置的效率低，自动化程度低。本申请根据；根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式可以较为准确的预测储能装置的运行模式，提高了牵引变电所的自动化程度。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本申请提供的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法的流程示意图；
图2为本申请提供的一种牵引变电所储能装置运行状态预测系统的拓扑示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，解决了现有技术中难以精准预测牵引变电所的储能系统的运行模式的技术问题。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，方法包括：确定目标牵引变电所的目标计划列车信息，目标计划列车信息包括多辆目标列车在目标牵引供电段的计划驶入时刻、计划驶出时刻以及计划平均速度；根据目标计划列车信息，划分多个目标运行周期，目标运行周期的划分依据为：在目标牵引供电段中，每当新增驶入或驶出的目标列车时，划分一次目标运行周期；根据目标计划列车信息，确定每个目标运行周期分别对应的目标预估电量和目标预估功率；根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式，储能装置的工作模式包括：充电模式、放电模式以及动态待机模式。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请提供了如图1所示的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，方法包括：
步骤S11，确定目标牵引变电所的目标计划列车信息，目标计划列车信息包括多辆目标列车在目标牵引供电段的计划驶入时刻、计划驶出时刻以及计划平均速度。
步骤S12，根据目标计划列车信息，划分多个目标运行周期，目标运行周期的划分依据为：在目标牵引供电段中，每当新增驶入或驶出的目标列车时，划分一次目标运行周期。
步骤S13，根据目标计划列车信息，确定每个目标运行周期分别对应的目标预估电量和目标预估功率。
步骤S14，根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式，储能装置的工作模式包括：充电模式、放电模式以及动态待机模式。
需要进行说明的是，本申请的目的是为了预测牵引变电所的储能装置的运行状态，换而言之，也就是预测未来一段时期内牵引变电所的储能装置的运行状态，而并非确定当前储能装置的运行状态。
关于步骤S11，确定目标牵引变电所的目标计划列车信息，目标计划列车信息包括多辆目标列车在目标牵引供电段的计划驶入时刻、计划驶出时刻以及计划平均速度。
目标牵引变电所用于变换和分配电能，通常由高压输电线路、变压器、开关设备、保护装置以及计量设备等组成，可将电力从高压输电网转换为适合目标列车使用的低压电能。
目标牵引变电所的目标计划列车信息是指使用目标牵引变电所提供电力的目标列车的信息，当目标列车在目标牵引变电所对应的目标牵引供电段行驶时，目标牵引变电所会为目标列车进行供电。
目标牵引变电所的目标计划列车信息可以包括多辆目标列车在目标牵引供电段的计划驶入时刻、计划驶出时刻以及计划平均速度。除此之外，目标计划列车信息还可以包括多辆目标列车分别对应的计划平均牵引力，计划平均牵引力为目标列车在目标牵引供电段行驶时预设的平均牵引力。
更进一步讲，确定目标计划列车信息中多辆目标列车分别对应的计划平均速度，包括：若目标列车已在目标牵引供电段中行驶，则根据该目标列车的驶入目标牵引供电段的实际驶入时刻、该目标列车的实际行驶路程以及当前时刻，确定该目标列车的计划平均速度；若目标列车尚未在目标牵引供电段中行驶，则根据目标牵引供电段的历史速度经验值，确定该目标列车的计划平均速度。
当目标列车已在目标牵引变电所对应的目标牵引供电段中行驶时，可以根据该目标列车的驶入目标牵引供电段的实际驶入时刻、该目标列车的实际行驶路程以及当前时刻，确定该目标列车在此段实际行驶路程的平均速度，可以将此段实际行驶路程的平均速度作为该目标列车的计划平均速度。
若目标列车尚未在目标牵引供电段中行驶，则可以根据目标牵引供电段的历史速度经验值，确定该目标列车的计划平均速度，历史速度经验值可以是列车速度平均值、列车最大速度以及列车最小速度等。
关于步骤S12，根据目标计划列车信息，划分多个目标运行周期，目标运行周期的划分依据为：在目标牵引供电段中，每当新增驶入或驶出的目标列车时，划分一次目标运行周期。
目标计划列车信息中包括多辆目标列车在目标牵引供电段的计划驶入时刻、计划驶出时刻以及计划平均速度。具体地，可以根据多辆目标列车在目标牵引供电段的计划驶入时刻和计划驶出时刻，每个目标牵引变电所均对应一段目标牵引供电段，每辆目标列车预计驶入目标牵引供电段的时刻为计划驶入时刻，每辆目标列车预计驶出目标牵引供电段的时刻为计划驶出时刻。当当前时刻为计划驶入时刻或计划驶出时刻时，则划分一次目标运行周期。
例如，目标计划列车信息中的计划驶入时刻或计划驶出时刻依次为10：01、10：05以及10：10，则划分3次，得到两个目标运行周期分别为10：01-10：05和10：05-10：10。每个目标运行周期均可能存在0辆、1辆或多辆目标列车。可以理解的是，当目标运行周期划分完成，每个目标运行周期对应的运行周期时长也可以确定，例如，某目标运行周期为10：01-10：05，则该目标运行周期的运行周期时长4min。
关于步骤S13，根据目标计划列车信息，确定每个目标运行周期分别对应的目标预估电量和目标预估功率。
具体地，可以针对每个目标运行周期，根据目标计划列车信息，确定该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一电量需求和第一功率需求；根据该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一电量需求之和，确定该目标运行周期对应的目标预估电量（目标预估电量就是一个目标运行周期内的预估电量需求）；根据该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一功率需求之和，确定该目标运行周期对应的目标预估功率。
针对一个目标运行周期中的每辆目标列车，每辆目标列车分别对应的第一电量需求和第一功率需求之间的关系为：每辆目标列车的第一电量需求等于该目标列车的第一功率需求和该目标运行周期的运行周期时长之间的积。
针对每个目标运行周期中的每辆目标列车，根据目标计划列车信息，确定该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一功率需求，根据该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一功率需求之和，确定该目标运行周期对应的目标预估功率。
针对每个目标运行周期中的每辆目标列车，根据该目标运行周期中每辆目标列车对应的第一功率需求，以及该目标列车的计划驶入时间和计划驶出时间，确定每辆目标列车的第一电量需求，根据该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一电量需求之和，确定该目标运行周期对应的目标预估电量。
关于步骤S14，根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式，储能装置的工作模式包括：充电模式、放电模式以及动态待机模式。
具体地，可以分为【情况1】、【情况2】以及【情况3】。
【情况1】
当目标运行周期对应的目标预估电量小于0时，调整该目标运行周期的工作模式为充电模式。
目标运行周期对应的目标预估电量小于0，则说明当前储能装置需要回收当前周期内的再生制动能量，则可以将该目标运行周期的工作模式为充电模式。
需要特别说明是目标运行周期对应的目标预估电量是可能小于0的，当目标列车在目标牵引供电段制动时，目标列车的动能会被转化为电能，也就意味着目标列车由消耗电能转换为提供电能（也就是再生制动能量）。因此，目标运行周期对应的目标预估电量是可能小于0的。
【情况2】
当目标运行周期对应的目标预估电量大于或等于0，且该目标运行周期对应的目标预估功率大于或等于牵引变压器最大功率时，调整该目标运行周期的工作模式为放电模式。
目标运行周期对应的目标预估电量大于0时，意味着该目标运行周期内没有额外的再生制动能量，还需判断该目标运行周期对应的目标预估功率是否大于或等于牵引变压器最大功率，如果大于或等于牵引变压器最大功率，则意味着在该目标运行周期内目标牵引变电所提供的牵引变压器最大功率不能满足该目标运行周期的目标预估功率，需要目标牵引变电所的储能装置额外提供电能，以满足该目标运行周期的目标预估功率。因此，可以调整该目标运行周期的工作模式为放电模式，达到为该目标运行周期额外提供电量的目的。
【情况3】
当目标运行周期对应的目标预估电量大于或等于0，且该目标运行周期对应的目标预估功率小于牵引变压器最大功率时，调整该目标运行周期的工作模式为动态待机模式。
当目标运行周期对应的目标预估电量大于或等于0，意味着该目标运行周期内没有额外的再生制动能量；当该目标运行周期对应的目标预估功率小于牵引变压器最大功率时，意味着在该目标运行周期内目标牵引变电所提供的牵引变压器最大功率能满足该目标运行周期的目标预估功率。因此，可以调整该目标运行周期的工作模式为动态待机模式，也就是说储能装置不进行放电或充电。更进一步讲，为了进一步提高调整储能装置的工作模式的准确性，还可以分下述【情况4】、【情况5】以及【情况6】。
【情况4】
当目标运行周期的工作模式为充电模式时，判断该目标运行周期是否存在上一周期；若存在，则获取该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量以及预估电池荷电状态值；根据该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量、预估电池荷电状态值以及该目标运行周期的目标预估电量，确定在该目标运行周期中的储能装置对应的目标可回收再生制动能量及目标充电电流值。
当目标运行周期的工作模式为充电模式时，说明在该目标运行周期内需要储能装置回收再生制动能量，判断该目标运行周期是否存在上一周期，若该目标运行周期存在上一周期，则获取该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量以及预估电池荷电状态值。
具体地，可以在进入第一个目标运行周期前，获取储能装置对应的实时剩余电量和实时电池荷电状态值，而后根据每个运行周期的目标预估电量和目标预估功率，依次确定各个周期的储能装置对应的预估剩余电量和预估电池荷电状态值。
需要说明的是，虽然本申请是预测未来一段时间内，储能装置的运行状态，但可能该目标运行周期为未来一段时间内的第一个目标运行周期，若发生此情况，则可以直接获取进入第一个目标运行周期前，储能装置对应的实时剩余电量和实时电池荷电状态值（具体的可以根据储能装置的实时电流、实时电压值以及实时温度值，确定实时电池荷电状态值），根据第一个目标运行周期的目标预估电量和目标预估功率，确定第一个目标运行周期的储能装置对应的预估剩余电量和预估电池荷电状态值（均适用于本申请中的多个情况）。
确定该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量以及预估电池荷电状态值后，可以根据该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量以及预估电池荷电状态值，确定在该目标运行周期中的储能装置对应的目标可回收再生制动能量及目标充电电流值。
具体来讲，储能装置能够储存的电量有限，当储能装置的电池荷电状态值为100%时，则意味着储能装置不能回收再生制动能量，因此，可以根据上一周期的储能装置对应的预估剩余电量、预估电池荷电状态值以及该目标运行周期的目标预估电量，确定在该目标运行周期中的储能装置对应的目标可回收再生制动能量（也就是储能装置能回收的再生制动能量）及目标充电电流值（也就是回收再生制动能量时，储能装置的充电电流值）。
更进一步讲，为了提高储能装置回收再生制动能量的效率。还可以判断该目标运行周期是否存在上一周期，若该目标运行周期存在上一周期，且上一周期的工作模式为动态待机模式时，可以将上一周期强制更新为放电模式，可以理解的是，当上一周期为放电模式时，意味着在进入该目标运行周期时，储能装置的剩余电量更少，可以提供更多的储存空间储存电量。
【情况5】
当目标运行周期的工作模式为放电模式时，根据该目标运行周期对应的目标预估电量和目标预估功率，确定在该目标运行周期中的储能装置对应的目标放电电流值（储能装置放电时的电流值）以及目标放电电量（储能装置在该目标运行周期需要传输的电量）。
更近一步讲，为了进一步提升储能装置提供电量的效率，还可以判断该目标运行周期是否存在上一周期，若该目标运行周期存在上一周期，可以将上一周期强制更新为充电模式，可以理解的是，当上一周期为充电模式时，进入该目标运行周期时，可以为该目标运行周期中的目标列车提供更多电量。较优地，可以将上一周期的储能装置的电量充满。
【情况6】
当目标运行周期的工作模式为动态待机模式时，若该目标运行周期的下一周期的工作模式仍为动态待机模式，则保持该目标运行周期的工作模式为动态待机模式。
为了保证标列车行驶的安全性，还可以包括【情况7】，具体如下：
【情况7】
当目标运行周期的工作模式为放电模式时，判断该目标运行周期的目标预估功率是否小于所述牵引变压器最大功率与所述储能装置的额定功率之和；若小于，判断该目标运行周期是否存在上一周期；若存在，则判断该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量是否满足该目标运行周期的目标预估电量；若不满足，则向目标终端发送报警信号。
如果该目标运行周期的目标预估功率小于所述牵引变压器最大功率与所述储能装置的额定功率之和，则说明储能装置提供的额定功率能够满足该目标运行周期的目标预估功率；如果大于或等于，则说明储能装置提供的额定功率能够不满足该目标运行周期的目标预估功率，可以及时向目标终端发送报警信号，便于相关人员提前进行调度。
当该目标运行周期的目标预估功率小于所述牵引变压器最大功率与所述储能装置的额定功率之和，且该目标运行周期存在上一周期时，判断该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量是否满足该目标运行周期的目标预估电量。
具体来讲，针对该目标运行周期，划分得到该目标运行周期后，该目标运行周期的运行周期时长可以确定，根据该目标运行周期的运行周期时长以及牵引变压器最大功率的积，确定目标牵引变电所的牵引变压器在该周期提供的总电量。
如果该目标运行周期的目标预估电量与目标牵引变电所的牵引变压器在该周期提供的总电量之差小于该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量，则该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量满足该目标运行周期的目标预估电量；如果大于或等于该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量，则意味着该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量不能支撑该运行周期的电量消耗，可以及时向目标终端发送报警信号，便于相关人员提前进行调度。
综上所述，本申请通过确定目标牵引变电所的目标计划列车信息，目标计划列车信息包括多辆目标列车在目标牵引供电段的计划驶入时刻、计划驶出时刻以及计划平均速度；根据目标计划列车信息，划分多个目标运行周期，目标运行周期的划分依据为：在目标牵引供电段中，每当新增驶入或驶出的目标列车时，划分一次目标运行周期；根据目标计划列车信息，确定每个目标运行周期分别对应的目标预估电量和目标预估功率；根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式，储能装置的工作模式包括：充电模式、放电模式以及动态待机模式。相较于现有技术中，无法准确确定储能装置的运行模式，利用储能装置的效率低，自动化程度低。本申请根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中目标牵引变电所的储能装置的工作模式可以较为准确的预测储能装置的运行模式，提高了牵引变电所的自动化程度。
本申请还提供如图2所示的一种牵引变电所储能装置管理系统包括：牵引负荷预测子系统21以及储能功率状态评估子系统22；
牵引负荷预测子系统21用于从铁路行车调度系统和铁路供电调度控制系统中获取目标计划列车信息，并根据目标计划列车信息以及目标路线长度，确定每辆目标列车的目标预估电量和目标预估功率；
储能功率状态评估子系统22用于获取牵引负荷预测子系统中每辆目标列车的目标预估电量和目标预估功率，并根据储能装置中的实时电参数、每辆目标列车的目标牵引功率和目标预估功率，确定储能装置的目标工作模式。牵引变电所储能装置管理系统可以应用于一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，具体请参考上述说明。
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，故而基于本申请实施例中所介绍的信息处理的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，都属于本申请所欲保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述方法包括：
确定目标牵引变电所的目标计划列车信息，所述目标计划列车信息包括多辆目标列车在目标牵引供电段的计划驶入时刻、计划驶出时刻以及计划平均速度；
根据所述目标计划列车信息，划分多个目标运行周期，所述目标运行周期的划分依据为：在所述目标牵引供电段中，每当新增驶入或驶出的目标列车时，划分一次目标运行周期；
根据所述目标计划列车信息，确定每个目标运行周期分别对应的目标预估电量和目标预估功率；
根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或所述目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中所述目标牵引变电所的储能装置的工作模式，所述储能装置的工作模式包括：充电模式、放电模式以及动态待机模式。
2.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，确定所述目标计划列车信息中多辆目标列车分别对应的计划平均速度，包括：
若目标列车已在所述目标牵引供电段中行驶，则根据该目标列车的驶入所述目标牵引供电段的实际驶入时刻、该目标列车的实际行驶路程以及当前时刻，确定该目标列车的计划平均速度；
若目标列车尚未在所述目标牵引供电段中行驶，则根据所述目标牵引供电段的历史速度经验值，确定该目标列车的计划平均速度。
3.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述根据所述目标计划列车信息，确定每个目标运行周期分别对应的目标预估电量和目标预估功率，包括：
针对每个目标运行周期，根据所述目标计划列车信息，确定该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一电量需求和第一功率需求；
根据该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一电量需求之和，确定该目标运行周期对应的目标预估电量；
根据该目标运行周期中每辆目标列车分别对应的第一功率需求之和，确定该目标运行周期对应的目标预估功率。
4.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或所述目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中所述目标牵引变电所的储能装置的工作模式，包括：
当目标运行周期对应的目标预估电量小于0时，确定该目标运行周期的工作模式为充电模式。
5.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或所述目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中所述目标牵引变电所的储能装置的工作模式，还包括：
当目标运行周期对应的目标预估电量大于或等于0，且该目标运行周期对应的目标预估功率大于或等于所述牵引变压器最大功率时，确定该目标运行周期的工作模式为放电模式。
6.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述根据每个目标运行周期分别对应的目标预估电量、目标预估功率和/或所述目标牵引变电所的牵引变压器最大功率，分别确定每个目标运行周期中所述目标牵引变电所的储能装置的工作模式，还包括：
当目标运行周期对应的目标预估电量大于或等于0，且该目标运行周期对应的目标预估功率小于所述牵引变压器最大功率时，确定该目标运行周期的工作模式为动态待机模式。
7.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为充电模式时，判断该目标运行周期是否存在上一周期；
若存在，则获取该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量以及预估电池荷电状态值；
根据该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量、预估电池荷电状态值以及该目标运行周期的目标预估电量，确定在该目标运行周期中的储能装置对应的目标可回收再生制动能量及目标充电电流值。
8.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为放电模式时，根据该目标运行周期对应的目标预估电量和目标预估功率，确定在该目标运行周期中的储能装置对应的目标放电电流值以及目标放电电量。
9.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为放电模式时，判断该目标运行周期的目标预估功率是否小于所述牵引变压器最大功率与所述储能装置的额定功率之和；
若小于，判断该目标运行周期是否存在上一周期；
若存在，则判断该目标运行周期的上一周期的储能装置对应的预估剩余电量是否满足该目标运行周期的目标预估电量；
若不满足，则向目标终端发送报警信号。
10.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为放电模式时，判断该目标运行周期是否存在上一周期；
若该目标运行周期存在上一周期，将所述上一周期更新为充电模式。
11.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为充电模式时，判断该目标运行周期是否存在上一周期；
若存在，判断所述上一周期的工作模式是否为动态待机模式；
若是，则将所述上一周期的工作模式更新为放电模式。
12.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述方法还包括：
当目标运行周期的工作模式为动态待机模式时，若该目标运行周期的下一周期的工作模式仍为动态待机模式，则保持该目标运行周期的工作模式为动态待机模式。
13.如权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，确定所述储能装置的实时电池荷电状态值，所述方法包括：
根据所述储能装置的实时电流、实时电压值以及实时温度值，确定实时电池荷电状态值。
14.一种牵引变电所储能装置运行状态预测系统，应用于权利要求1所述的一种牵引变电所储能装置运行状态预测方法，其特征在于，所述系统包括：
牵引变电所储能装置管理系统包括：牵引负荷预测子系统以及储能功率状态评估子系统；
所述牵引负荷预测子系统用于从铁路行车调度系统和铁路供电调度控制系统中获取目标计划列车信息，并根据所述目标计划列车信息以及目标路线长度，确定每辆目标列车的目标预估电量和目标预估功率；
所述储能功率状态评估子系统用于获取所述牵引负荷预测子系统中每辆目标列车的目标预估电量和目标预估功率，并根据储能装置中的实时电参数、所述每辆目标列车的目标牵引功率和目标预估功率，确定所述储能装置的目标工作模式。
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