KR102207942B1 - Design Method of DC electric railway power supply system including energy storage system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for designing a direct-current electric railway power feeding system including an energy storage system. According to the present invention, the method for designing a direct-current electric railway power feeding system comprises: a train driving data calculation step; a power feeding system equivalent circuit configuration step; and a simulation step. According to the present invention, a direct-current electric railway power feeding system can be designed in a more precise manner.

Description

에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법{Design Method of DC electric railway power supply system including energy storage system}Design Method of DC electric railway power supply system including energy storage system

본 발명은 직류전기 철도 급전시스템의 설계 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 열차의 편성 차량수, 열차 중량, 출력, 부하전류 및 에너지저장시스템 등 열차 운행함에 따라 변동되는 여러 조건들을 반영하여 직류전기 철도 급전시스템의 운영에 대해 보다 정확하게 시뮬레이션 할 수 있으며, 시뮬레이션 결과에 대한 분석을 통해 직류전기 철도 급전시스템의 여러 현상을 해석 및 예측할 수 있는 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of designing a direct current electric railroad power supply system, and more specifically, reflecting various conditions that change according to train operation such as the number of trains, train weight, output, load current, and energy storage system. A DC electric railway power supply system design method including an energy storage system that can more accurately simulate the operation of the DC electric railway power supply system and analyze and predict various phenomena of the DC electric railway power supply system through analysis of the simulation results. It is about.

일반적으로 전기 철도 급전시스템은 변전소로부터 급전거리, 전압강하, 보수 등을 고려하여 전차 선로를 적당한 구간으로 나눠 급전 및 정전이 가능하도록 한 전기적인 계통구성을 말한다. 이러한 전기철도 급전시스템은 일반 전력시스템과 달리, 열차 부하는 역행, 타행 제동 및 정차가 계속적으로 반복되고, 한 곳에 정차해 있지 않고 계속 그 위치가 변하는 이동부하로 구성되며, 한 변전소 구간 내에서 운행되는 각 열차의 소비전력량도 열차마다 서로 다르기 때문에 부하의 크기 변동이 심한 특성이 있다.In general, the electric railway power supply system refers to an electrical system configuration in which power supply and power outages are possible by dividing the tram line into appropriate sections in consideration of the supply distance, voltage drop, and maintenance from a substation. Unlike general electric power systems, such an electric railway power supply system consists of a moving load that continuously repeats reverse, braking and stops for other lines, and does not stop at one place, and its position changes continuously, and operates within a substation section. Since the power consumption of each train is different for each train, the size of the load varies greatly.

따라서, 보다 안전하고 정확한 열차운행을 위해서 전차 선로 전압이 차량을 이상없이 운행할 수 있도록 항상 일정 범위 내에 유지되어야 하며, 전류 용량 또한 열차 부하에 충분히 견딜 수 있도록 설계 되어야 한다.Therefore, for safer and more accurate train operation, the voltage of the tram line must always be maintained within a certain range so that the vehicle can operate without abnormality, and the current capacity must also be designed to sufficiently withstand the load of the train.

이와 같이, 직류전기 철도 급전시스템의 변전소 용량 산정이나 부하량 등을 계산하기 위해서 종래에는 수 계산에 의한 간략 계산방법을 통해 직류전기 철도 급전시스템을 해석하여 해석 결과가 정확하지 못한 문제점이 있으며,In this way, in order to calculate the substation capacity or load of the DC electric railway power supply system, conventionally, the DC electric railway power supply system is analyzed through a simple calculation method by number calculation, and the analysis result is inaccurate.

열차의 편성 차량수, 열차 중량, 편성 형식, 편성 형식에 따른 전동차의 출력, 열차의 부하전류 및, 에너지저장시스템 등의 실제 열차 운행에 따른 여러 부하 변동 요소나 각 요소의 부하량 등을 정확히 산출하기 어려워 직류전기 철도 급전시스템을 정확하게 해석할 수 없는 문제점이 있다.Accurately calculate the number of trains, train weight, train type, train output according to the train type, load current of train, and various load fluctuation factors or load of each element according to actual train operation such as energy storage system. Difficulty, there is a problem in that the DC electric railway power supply system cannot be accurately analyzed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 열차의 편성 차량수, 열차 중량, 출력, 부하전류 및 에너지저장시스템 등 열차 운행함에 따라 변동되는 여러 조건들을 반영하여 직류전기 철도 급전시스템의 운영에 대해 보다 정확하게 시뮬레이션 할 수 있도록 하며, 시뮬레이션 결과에 대한 분석을 통해 직류전기 철도 급전시스템의 여러 현상을 해석 및 예측하여 보다 정밀하게 직류전기 철도 급전시스템을 설계할 수 있도록 한다.The present invention was derived to solve the above problems, and reflecting various conditions that change according to train operation such as the number of trains, train weight, output, load current, and energy storage system. It enables a more accurate simulation of the operation, and analyzes and predicts various phenomena of the DC electric railway power supply system through the analysis of the simulation result, so that the DC electric railway power supply system can be designed more precisely.

상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 소정 열차 차량 데이터, 선로 데이터 및, 운행조건 데이터를 각각 입력하여 TPS(Train Performance Simulation) 프로그램을 통해 열차 운행 시뮬레이션을 실시하며, 상기 TPS의 열차 운행 시뮬레이션를 통해 소정 시간간격 동안의 열차 차량 위치, 운행시간, 소비전력 및, 회생전력을 포함하는 열차 주행 데이터를 산출해 내는 열차 주행 데이터 산출단계; 상기 열차 주행 데이터 산출단계를 통해 산출해 낸 상기 소정 시간간격 동안의 상기 열차 주행 데이터와 함께, 상기 열차 차량 데이터, 직류 급전 조건 데이터 및, 열차 운영 데이터를 이용해 상기 소정 시간간격 동안의 변전소, 열차, 전차 선로 및, 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템을 노드화하여 전기회로망으로 등가화하는 급전시스템 등가회로 구성단계; 및, 상기 급전시스템 등가회로 구성단계에서 등가화된 직류전기 철도 급전시스템의 상기 전기회로망에 대해 노드방정식을 이용해 상기 소정 시간간격 동안의 변전소의 전류값 및 전압값과, 소정 열차 위치에서의 전차 선로의 전류값 및 전압값을 포함하는 시뮬레이션 분석 데이터를 산출하는 시뮬레이션 단계를; 포함하여 구성되는 특징으로 하는 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법을 제공한다.In one aspect of the present invention for solving the above-described problem, predetermined train vehicle data, track data, and operating condition data are respectively input to perform train operation simulation through a TPS (Train Performance Simulation) program, and the TPS A train driving data calculation step of calculating train driving data including train vehicle location, driving time, power consumption, and regenerative power during a predetermined time interval through train driving simulation; Using the train vehicle data, DC power supply condition data, and train operation data together with the train driving data for the predetermined time interval calculated through the train driving data calculation step, the substation, the train, and the train during the predetermined time interval, A power supply system equivalent circuit configuration step of converting a direct current electric railroad power supply system including a tram line and an energy storage system into a node to be equivalent to an electric network; And the current value and voltage value of the substation during the predetermined time interval using a node equation for the electric network of the DC electric railway power supply system equivalent in the step of constructing the power supply system equivalent circuit, and a tram line at a predetermined train position. A simulation step of calculating simulation analysis data including a current value and a voltage value of; It provides a method for designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system characterized by including.

본 발명의 일 형태에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 있어서, 상기 열차 차량 데이터는 열차 편성당 차량수, 열차 중량, 최대 속도, 견인력 및, 제동효율에 대한 각 정보를 포함하고; 상기 선로 데이터는 선로의 곡률, 기울기, 터널, 교량 및, 고가에 대한 각 정보를 포함하며; 상기 운행 조건 데이터는 정거장 위치, 신호설비, 전철설비 및 제한속도에 대한 각 정보를 포함하고; 상기 직류 급전 조건 데이터는 변전소 위치, 변전소 저항, 가선 저항 및 레일 저항에 대한 각 정보를 포함하며; 상기 열차 운영 데이터는 시격 및 정차시간에 대한 각 정보를 포함할 수 있고,In a method for designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to an embodiment of the present invention, the train vehicle data includes each information on the number of vehicles per train unit, train weight, maximum speed, traction force, and braking efficiency. Including; The track data includes information on curvature, slope, tunnel, bridge, and overpass of the track; The driving condition data includes each information on a station location, a signal facility, a train facility, and a speed limit; The DC power supply condition data includes each information on a substation location, substation resistance, wiring resistance, and rail resistance; The train operation data may include each information on the interval and stop time,

바람직하게는, 상기 열차 주행 데이터 산출단계, 급전시스템 등가회로 구성단계 및, 시뮬레이션 단계를 소정 시간동안 반복 실시하고, 상기 에너지저장시스템은, 상기 급전시스템 등가회로 구성단계에서 상기 직류전기 철도 급전시스템에 대해 상기 에너지저장시스템을 제외하여 전기회로망으로 등가화한 후, 상기 시뮬레이션 단계에서 산출해낸 소정 시간간격 동안의 변전소의 전압값이 소정 범위값을 벗어나는 경우에, 다음 상기 급전시스템 등가회로 구성단계에서 상기 직류전기 철도 급전시스템에 포함되어 전기회로망으로 등가화될 수 있다.Preferably, the train driving data calculation step, the power supply system equivalent circuit configuration step, and the simulation step are repeatedly performed for a predetermined period of time, and the energy storage system includes the DC electric railroad power supply system in the power supply system equivalent circuit configuration step. On the other hand, if the voltage value of the substation for a predetermined time interval calculated in the simulation step after the energy storage system is equalized to the electrical network is out of a predetermined range value, the next power supply system equivalent circuit configuration step It can be included in the direct current electric railway power supply system and equalized to the electric network.

본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템은, 열차의 편성 차량수, 열차 중량, 출력, 부하전류 및 에너지저장시스템 등 열차 운행함에 따라 변동되는 여러 조건들을 반영하여 직류전기 철도 급전시스템의 운영에 대해 보다 정확하게 시뮬레이션 할 수 있으며, 시뮬레이션 결과에 대한 분석을 통해 직류전기 철도 급전시스템의 여러 현상을 해석 및 예측하여 보다 정밀하게 직류전기 철도 급전시스템을 설계할 수 있게 된다.The direct current electric railway power supply system including the energy storage system according to the present invention reflects various conditions that change according to the train operation such as the number of trains, train weight, output, load current, and energy storage system. The operation of the system can be more accurately simulated, and through analysis of the simulation results, various phenomena of the DC electric railway power supply system can be analyzed and predicted to more accurately design the DC electric railway power supply system.

도 1은 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 있어서, 일 실시예에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템을 개략적으로 나타내는 구성도;
도 2는 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 있어서, 에너지저장시스템이 제외된 직류전기 철도 급전시스템에 대해 등가화된 전기회로망;
도 3은 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 있어서, 에너지저장시스템이 포함된 직류전기 철도 급전시스템에 대해 등가화된 전기회로망; 및,
도 4는 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 있어서, 일 실시예에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템에 대한 전력조류계산 과정을 나타내는 순서도;이다.
1 is a block diagram schematically showing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to an embodiment in a method of designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to the present invention;
2 is a method for designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to the present invention, comprising: an electric network equivalent to a direct current electric railway power supply system excluding an energy storage system;
3 is a method for designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to the present invention, comprising: an electric network equivalent to a direct current electric railway power supply system including an energy storage system; And,
4 is a flow chart showing a power flow calculation process for a direct current electric rail power supply system including an energy storage system according to an embodiment in the method of designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to the present invention; .

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, embodiments of the present invention in which the above object can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same names and reference numerals are used for the same configuration, and additional descriptions thereof will be omitted below.

도 1은 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 있어서, 일 실시예에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 있어서, 에너지저장시스템이 제외된 직류전기 철도 급전시스템에 대해 등가화된 전기회로망이다.1 is a block diagram schematically showing a direct current electric rail power supply system including an energy storage system according to an embodiment in a method of designing a direct current electric rail power supply system including an energy storage system according to the present invention, and FIG. 2 is In the method for designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to the present invention, it is an electric network equivalent to a direct current electric railway power supply system excluding the energy storage system.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 있어서, 에너지저장시스템이 포함된 직류전기 철도 급전시스템에 대해 등가화된 전기회로망이고, 도 4는 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 있어서, 일 실시예에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템에 대한 전력조류계산 과정을 나타내는 순서도이다.In addition, FIG. 3 is an electric network equivalent to a direct current electric railway power supply system including an energy storage system in the method of designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to the present invention, and FIG. In the method for designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to an exemplary embodiment, a flowchart showing a power current calculation process for a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to an embodiment.

본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전 시스템 설계 방법은, 먼저 TPS(Train Performance Simulation) 프로그램에 주행을 시뮬레이션할 소정 열차 차량 데이터, 선로 데이터 및, 운행 조건 데이터를 각각 입력한 후, 상기 TPS를 실행하여 소정 시간간격 동안(one iteration)의 열차 차량 위치, 운행시간, 소비전력 및, 회생전력을 포함하는 열차 주행 데이터를 산출해 내는 열차 주행 데이터 산출단계와, 상기 열차 주행 데이터 산출단계를 통해 산출해 낸 상기 소정 시간간격 동안의 상기 열차 주행 데이터와 함께, 상기 열차 차량 데이터, 직류 급전 조건 데이터 및, 열차 운영 데이터를 이용해 상기 소정 시간간격 동안의 변전소, 열차, 전차 선로 및, 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템을 노드화하여 전기회로망으로 등가화하는 급전시스템 등가회로 구성단계 및, 상기 급전시스템 등가회로 구성단계에서 등가화된 직류전기 철도 급전시스템의 상기 전기회로망에 대해 노드방정식을 이용해 상기 소정 시간간격 동안의 변전소의 전류값 및 전압값과, 소정 열차 위치에서의 전차 선로의 전류값 및 전압값을 포함하는 시뮬레이션 분석 데이터를 산출하는 시뮬레이션 단계를 포함하여 구성된다.In the method for designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to the present invention, first, a predetermined train vehicle data, track data, and operation condition data to be simulated driving are respectively input to a TPS (Train Performance Simulation) program, Train driving data calculation step of calculating train driving data including train vehicle location, running time, power consumption, and regenerative power during a predetermined time interval (one iteration) by executing the TPS, and the train driving data calculation step Using the train vehicle data, DC power supply condition data, and train operation data, along with the train driving data during the predetermined time interval calculated through the substation, train, tram track, and energy storage during the predetermined time interval. A node for the power supply system equivalent circuit configuration step of converting the DC electric railroad power supply system including the system into a node to be equivalent to the electric network, and the electric network of the DC electric railroad power supply system equivalent in the power supply system equivalent circuit configuration step And a simulation step of calculating simulation analysis data including current values and voltage values of the substation during the predetermined time interval and current values and voltage values of a tram line at a predetermined train location using the equation.

상기 열차 주행 데이터 산출단계는, 열차 운행 시뮬레이션 전문 프로그램인 TPS(Train Performance Simulation)를 이용하여 소정 시간간격 동안의 열차 차량 위치, 운행시간, 소비전력 및, 회생전력 등을 포함하는 열차 주행 데이터를 산출해 내는 단계로, 열차 운행 시뮬레이션을 위해 입력 데이터로 소정 열차 차량 데이터, 선로 데이터 및, 운행 조건 데이터를 입력하고, 열차 운행에 대한 시뮬레이션을 실실하게 된다.In the train driving data calculation step, train driving data including train vehicle location, operating time, power consumption, and regenerative power during a predetermined time interval are calculated using TPS (Train Performance Simulation), a specialized train operation simulation program. In a step of accomplishing this, predetermined train vehicle data, track data, and operation condition data are input as input data for the train operation simulation, and a simulation of train operation is performed.

상기 열차 차량 데이터로는 열차 편성당 차량수, 열차 중량, 최대속도, 견인력 및, 제동효율 등의 각종 열차 차량 정보가 포함되고, 상기 선로 데이터는 선로의 곡률, 기울기, 터널여부, 교량여부 및, 고가여부 등의 각종 선로 정보가 포함되며, 상기 운행 조건 데이터는 정거장 위치, 신호설비, 전철설비 및, 제한속도 등의 각종 운행 조건 정보가 포함되어 상기 TPS를 통해 보다 정확한 열차 운행 시뮬레이션에 사용된다.The train vehicle data includes various train vehicle information such as the number of vehicles per train schedule, train weight, maximum speed, traction force, and braking efficiency, and the track data includes curvature, slope, tunnel status, bridge status, and, Various line information such as whether or not an overpass is included, and the driving condition data includes various driving condition information such as station location, signal facility, train facility, and speed limit, and is used for more accurate train operation simulation through the TPS.

직류전기 철도 급전시스템은 열차의 운행에 따라 부하의 위치 및 전력요구량이 변화하며, 부하의 위치 및 소비전력의 변화는 기존 전력계통에서처럼 특정한 시간 스냅샷에서의 상태만을 계산하는 것이 아니라, 운전조건이 반복되는 특정 시간 간격 동안(one iteration) 연속적으로 해석이 수행되어야 하고, 본 발명의 경우, 이런 해석 과정을 통해 직류전기 철도 급전시스템의 설계가 이뤄지게 된다.In the DC electric railway power supply system, the position of the load and the amount of power demand change according to the operation of the train, and the change of the position of the load and the power consumption is not only calculated at a specific time snapshot as in the existing power system, but the operating condition is Analysis must be continuously performed during a specific repeated time interval (one iteration), and in the case of the present invention, the design of a direct current electric railroad power supply system is achieved through this analysis process.

상기 급전시스템 등가회로 구성단계는, 상기 열차 주행 데이터 산출단계를 통해 산출해 낸 상기 소정 시간간격 동안의 상기 열차 주행 데이터와 함께, 상기 열차 차량 데이터, 직류 급전 조건 데이터 및, 열차 운영 데이터를 이용해 상기 소정 시간간격 동안의 변전소, 열차, 전차 선로 및, 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템을 노드화하여 전기회로망으로 등가화한다.In the step of configuring the power supply system equivalent circuit, using the train vehicle data, DC power supply condition data, and train operation data together with the train driving data for the predetermined time interval calculated through the train driving data calculation step. The DC electric railway power supply system including the substation, train, tram line, and energy storage system for a predetermined time interval is noded and equalized to an electric network.

상기 직류 급전 조건 데이터는, 변전소 위치, 변전소 저항, 가선 저항 및, 레일 저항에 대한 각 정보를 포함하며, 상기 열차 운영 데이터는 시격 및 정차시간에 대한 각 정보를 포함한다.The DC power supply condition data includes information on a substation location, a substation resistance, a wiring resistance, and a rail resistance, and the train operation data includes each information on a time interval and a stopping time.

도1은 일 실시예에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템을 개략적으로 나타내는 구성도로, 상기 구성도에서 에너지저장시스템을 제외하고, 상,하행 열차 선로 중 상행 열차 선로만을 포함하여 구성되는 간단한 직류전기 철도 급전시스템에 대하여 도2에 도시된 바와 같은 등가화된 전기회로망을 구성할 수 있다.1 is a block diagram schematically showing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to an embodiment, excluding the energy storage system in the above configuration diagram, and including only an uplink train line among up and down train tracks It is possible to configure an equivalent electric network as shown in Fig. 2 for a simple direct current electric railway power supply system.

상기 시뮬레이션 단계는, 상기 급전시스템 등가회로 구성단계에서 등가화된 직류전기 철도 급전시스템의 상기 전기회로망에 대해 노드 방정식을 이용해 상기 소정 시간간격 동안의 변전소의 전류값 및 전압값과, 소정 열차 위치에서의 전차 선로의 전류값 및 전압값을 포함하는 시뮬레이션 분석 데이터를 산출하게 된다.The simulation step includes the current value and voltage value of the substation during the predetermined time interval using a node equation for the electric network of the DC electric railway power supply system equivalent in the step of constructing the power supply system equivalent circuit, and at a predetermined train position. Simulation analysis data including the current value and voltage value of the tram line is calculated.

Figure 112019118940984-pat00001
Figure 112019118940984-pat00001

Figure 112019118940984-pat00002
Figure 112019118940984-pat00002

상기 수학식 1은 상기 전기회로망에 대한 노드 방정식이며, 상기 수학식 2는 열차 양단에 걸리는 전압과 등가 임피던스의 관계를 나타내는 수식이다. 부하

Figure 112019118940984-pat00003
은 상기 열차 주행 데이터 산출단계에서 산출해 낸 열차 차량 위치에 해당하는 값으로 주어지며, I1과 I2가 결정되어 있으므로, 반복계산법을 이용하여 각 노드의 전압의 해를 구할 수 있다. Equation 1 is a node equation for the electric network, and Equation 2 is an equation representing a relationship between a voltage applied across the train and an equivalent impedance. Load
Figure 112019118940984-pat00003
Is given as a value corresponding to the position of the train vehicle calculated in the train driving data calculation step, and since I 1 and I 2 are determined, the solution of the voltage of each node can be obtained using an iterative calculation method.

수학식 1을 풀기 위해서는 수학식 2에 의해

Figure 112019118940984-pat00004
을 구한다.
Figure 112019118940984-pat00005
의 값을 모르기 때문에 초기에는 직류 무부하 전압인 1,500V(또는 750V)로 가정하여
Figure 112019118940984-pat00006
을 계산하여 [G]를 구하고 수학식 1을 풀어 [V]를 구한다. 이렇게 구한 new [V]를 갖고 다시
Figure 112019118940984-pat00007
을 계산하여 [G]를 수정한 후 수학식 1을 다시 푼다. 이렇게 반복하여 old [V]와 new [V] 값의 차가 허용범위 내에 들어오면 반복계산을 끝낸다. In order to solve Equation 1, by Equation 2
Figure 112019118940984-pat00004
Find
Figure 112019118940984-pat00005
Since the value of is not known, it is assumed that the DC no-load voltage is 1,500V (or 750V).
Figure 112019118940984-pat00006
Calculate [G] and solve Equation 1 to obtain [V]. With the new [V] obtained like this,
Figure 112019118940984-pat00007
After calculating [G], the equation 1 is solved again. Repeatedly in this way, when the difference between the old [V] and new [V] values falls within the allowable range, the repetition calculation ends.

위 계산의 반복계산 과정에서

Figure 112019118940984-pat00008
을 갱신하기 위하여 사용되는 수학식 2는 차량전압의 제곱에 관계된 식이기 때문에, 수렴속도가 늦고 반복계산이 많아지게 하는 단점이 있다. In the iterative calculation process of the above calculation
Figure 112019118940984-pat00008
Since Equation 2 used to update is an equation related to the square of the vehicle voltage, there is a disadvantage in that the convergence speed is slow and repetitive calculations are increased.

이를 개선하기 위하여 철도차량을 전류원으로 등가화하여 컨덕턴스 행렬과 전압 및 전류 행렬의 형태를 수정할 필요가 있다. 수학식 2의 관계식을 이용하여 수학식 1은 아래의 수학식 3으로 개선된다.In order to improve this, it is necessary to modify the form of the conductance matrix and the voltage and current matrix by equalizing a railroad vehicle as a current source. Using the relational expression of Equation 2, Equation 1 is improved to Equation 3 below.

Figure 112019118940984-pat00009
Figure 112019118940984-pat00009

Figure 112019118940984-pat00010
Figure 112019118940984-pat00010

노드방정식의 이러한 개선은, 반복계산 과정에서 Iveh를 갱신할 때, 소비전력과 전압의 관계가 1차적인 관계이므로, 계산 초기과정에서 전압의 오차에 대하여 덜 민감하도록 한다. 이것은 반복계산의 수렴속도 증가와 반복계산 횟수 저감으로 인하여 계산량이 감소하는 효과로 나타난다. 또한 가선에 위치한 노드와 레일에 위치한 노드에 대한 행렬 구분이 가능하기 때문에 매 계산 시 전압행렬의 값을 구하는 계산 부담도 저감된다. 전류벡터 반복계산 알고리즘은 도4에 도시된 바와 같으며, 컨덕턴스 행렬 반복계산 방법의 경우에서와 동일한 형태의 상기 수학식 3의 노드 방정식으로 표현된다.This improvement of the node equation makes it less sensitive to voltage errors in the initial process of calculation because the relationship between power consumption and voltage is a primary relationship when I veh is updated in the iterative calculation process. This appears to be an effect of decreasing the amount of calculation due to an increase in the convergence speed of the iterative calculation and a reduction in the number of iterations. In addition, since it is possible to distinguish the matrix between the nodes located on the auxiliary line and the nodes located on the rail, the burden of calculating the voltage matrix value for each calculation is reduced. The current vector iterative calculation algorithm is as shown in Fig. 4, and is expressed by the node equation of Equation 3 in the same form as in the case of the conductance matrix iterative calculation method.

행렬 형식으로 [G]*[V] = [I]인데 다른 점은 차량부하를 나타내는 등가회로가 컨덕턴스 행렬 반복계산의 경우에는 수학식 2에 의해서 각각

Figure 112019118940984-pat00011
으로 표현되었지만 전류벡터 반복계산에서는 차량의 노튼 등가 전류원으로 표현된다는 것이다.In the matrix form, [G]*[V] = [I], but the difference is that the equivalent circuit representing the vehicle load is calculated according to Equation 2 in the case of repeated calculation of the conductance matrix.
Figure 112019118940984-pat00011
It is expressed as but is expressed as the Norton equivalent current source of the vehicle in the iterative calculation of the current vector.

컨덕턴스 행렬 반복계산의 경우와 비교하여 보면

Figure 112019118940984-pat00012
가 '0'임을 알 수 있다. 상기 수학식 4에 의하여 [I]를 구하고, 상기 수학식 3을 풀어 [V]를 구하고, 이 [V]new를 이용해 [I]를 수정하여 다시 [V]를 구한다. 이렇듯 계산을 반복하여 [V]new 와 [V]old 의 차가 허용범위(voltage tolerance) 내에 들어오면 계산을 마치게 되며, 이 방법을 이용한 알고리즘은 도 4에 도시된 바와 같다.Compared to the case of iterative calculation of conductance matrix,
Figure 112019118940984-pat00012
You can see that is '0'. [I] is obtained by Equation 4, [V] is obtained by solving Equation 3, and [I] is modified using this [V]new to obtain [V] again. When the difference between [V]new and [V]old is within the voltage tolerance by repeating the calculation as described above, the calculation is completed, and the algorithm using this method is as shown in FIG. 4.

한편, 철도차량이 제동 시에 발생시키는 회생전력은 회전기의 제동 시에 발생하는 역기전력에 의하여 발생한다. 철도부하처럼 기동과 제동이 잦은 부하는 소비전력에 비해 상당히 많은 양의 회생전력을 발생시킨다. n번째 차량이 제동하는 시점에, n-1번째 또는 n+1번째 차량이 기동하는 경우는, 발생한 회생전력을 활용할 수 있게 되지만, 인근 차량이 타행으로 운전하는 경우 발생한 회생전력은 열로 소비되게 된다. 이러한 철도시스템의 특성에 기반하여, 에너지저장시스템을 적용하여 발생하는 회생에너지를 활용할 수 있다면 철도시스템의 에너지 효율을 현저히 개선할 수 있을 것이다.On the other hand, the regenerative power generated by the railroad vehicle when braking is generated by the back electromotive force generated when the rotating machine is braking. Loads with frequent starting and braking, such as railway loads, generate a considerably larger amount of regenerative power compared to the power consumption. When the nth vehicle is braked, when the n-1th or n+1th vehicle starts, the generated regenerative power can be utilized, but when a nearby vehicle drives in another row, the generated regenerative power is consumed as heat. . Based on the characteristics of the railroad system, if regenerative energy generated by applying the energy storage system can be utilized, the energy efficiency of the railroad system can be remarkably improved.

제동하는 차량에서 발생한 회생전력으로 인하여 계통에서 나타나는 가장 큰 특징은 가선전압의 변동이다. 1,500[V] 정격으로 설계된 도시철도시스템은 기동 시에 많은 전력을 소비한다는 것과 회생전력이 발생하는 것에 기인하여 1,300∼1,800[V] 사이에서 크게 변동한다. 따라서 에너지저장시스템을 가선전압의 변동을 억제하는 목적으로 제어한다면, 저장시스템은 잉여전력의 저장과 부족전력의 공급이 가능한 동작을 수행할 수 있게 된다.The biggest characteristic that appears in the system due to the regenerative power generated from the braking vehicle is the fluctuation of the wiring voltage. Urban rail systems designed with a rating of 1,500 [V] vary greatly between 1,300 and 1,800 [V] due to the fact that they consume a lot of power at startup and generate regenerative power. Therefore, if the energy storage system is controlled for the purpose of suppressing fluctuations in the wiring voltage, the storage system can perform an operation capable of storing excess power and supplying insufficient power.

에너지저장시스템의 경우 충전 및 방전전압 범위를 결정하는 입력데이터를 통해 계산하게 된다. 에너지저장시스템은 가선전압을 모니터링함으로서 동작을 결정한다. 에너지저장시스템의 동작은 특정 전압 이상에서 에너지를 흡수하는 충전모드와 특정 전압 이하에서 에너지를 방출하는 방전모드가 있다. 직류전기 철도 급전시스템의 경우, 변전소 인근에서 운전하는 차량의 운전모드에 따라 변전소 전압이 매우 민감하게 변화하는데, 변전소 전압을 모니터링함으로서 변전소에서 공급하는 전력을 계산할 수 있고, 다른 차량에서 사용되지 못하고 변전소로 유입되는 회생전력의 유무를 판단할 수 있다.In the case of an energy storage system, it is calculated through input data that determines the range of charging and discharging voltages. The energy storage system determines its operation by monitoring the utility voltage. The operation of the energy storage system is divided into a charging mode that absorbs energy above a specific voltage and a discharge mode that releases energy below a specific voltage. In the case of the DC electric railway power supply system, the substation voltage changes very sensitively according to the driving mode of the vehicle driving near the substation. By monitoring the substation voltage, the power supplied from the substation can be calculated, and the substation cannot be used by other vehicles. It is possible to determine whether there is regenerative power flowing into the system.

도 3은 에너지저장시스템이 변전소에 설치되는 것을 고려하여 전류원으로 모델링된 에너지저장시스템이 추가 설치된 등가회로를 나타내는 것으로, 노턴등가 전류원인 변전소 부분에 저장시스템 전류 I ess 와 저장시스템의 내부저항 g ess 가 병렬로 추가됨에 따라 시스템 행렬은 아래의 수학식 5와 같이 새롭게 구성된다. 3 shows an equivalent circuit in which the energy storage system modeled as a current source is additionally installed in consideration of the installation of the energy storage system in the substation, and the storage system current I ess and the internal resistance g ess of the storage system are in the substation, which is a Norton equivalent current source. As is added in parallel, the system matrix is newly constructed as shown in Equation 5 below.

Figure 112019118940984-pat00013
Figure 112019118940984-pat00013

에너지저장시스템을 고려할 때, 매 초 차량의 위치와 운전모드에 대한 조류해석을 우선 수행한 후, 각 변전소 전압 결과 수치가 입력된 전압 제한치를 벗어나는지의 여부를 검사하여, 이벤트가 있을 경우 위 식처럼 행렬 변형을 통하여 다시 계산하는 방식을 채택하였다. 즉,

Figure 112019118940984-pat00014
전압을 고정하기위해
Figure 112019118940984-pat00015
Figure 112019118940984-pat00016
을 ∞값에 가깝게 설정하고 행렬을 계산한 후 고정된
Figure 112019118940984-pat00017
값으로 새로운
Figure 112019118940984-pat00018
값을 계산한다. 이후 기존
Figure 112019118940984-pat00019
에서
Figure 112019118940984-pat00020
을 빼서
Figure 112019118940984-pat00021
값을 계산한다.When considering the energy storage system, the current analysis of the vehicle's position and driving mode is first performed every second, and then the voltage result of each substation is checked to see if it exceeds the input voltage limit. Likewise, the method of recalculation through matrix transformation was adopted. In other words,
Figure 112019118940984-pat00014
To fix the voltage
Figure 112019118940984-pat00015
and
Figure 112019118940984-pat00016
Is set close to the value of ∞, the matrix is calculated, and the fixed
Figure 112019118940984-pat00017
New by value
Figure 112019118940984-pat00018
Calculate the value. Existing after
Figure 112019118940984-pat00019
in
Figure 112019118940984-pat00020
By subtracting
Figure 112019118940984-pat00021
Calculate the value.

본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에서는, 상기 열차 주행 데이터 산출단계, 상기 열차 주행 데이터 산출단계, 급전시스템 등가회로 구성단계 및, 시뮬레이션 단계를 소정 시간동안 반복 실시하고, 상기 에너지저장시스템은, 상기 급전시스템 등가회로 구성단계에서 상기 직류전기 철도 급전시스템에 대해 상기 에너지저장시스템을 제외하여 전기회로망으로 등가화한 후, 상기 시뮬레이션 단계에서 산출해낸 소정 시간간격 동안의 변전소의 전압값이 소정 범위값을 벗어나는 경우에, 다음 상기 급전시스템 등가회로 구성단계에서 상기 직류전기 철도 급전시스템에 포함되어 전기회로망으로 등가화된 후, 상기 시뮬레이션 단계를 실시하게 된다.In the method for designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to the present invention, the train driving data calculation step, the train driving data calculation step, the power supply system equivalent circuit configuration step, and the simulation step are repeatedly performed for a predetermined time. , The energy storage system is equivalent to the DC electric railway power supply system in the power supply system equivalent circuit configuration step by excluding the energy storage system to an electrical network, and then the substation for a predetermined time interval calculated in the simulation step. When the voltage value of is out of the predetermined range value, the simulation step is performed after being included in the DC electric railway power supply system in the next step of constructing an equivalent circuit of the power supply system to be equivalent to an electric network.

도 4는 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법에 있어서, 일 실시예에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템에 대한 전력조류계산 과정을 나타내는 순서도로, 전려조류계산을 수행하기 위하여 먼저, 상기 전기 급전 조건 데이터를 이용하여 각 변전소에 대한 노턴 등가 전류원의 파라미터를 정의하고, 해당 변전소의 위치 데이터를 저장한다. TPS로부터 얻어진 차량의 데이터를 이용하여 상행선과 하행선에 차량을 해당 위치에 배치한다. 변전소와 차량의 위치를 이용하여, node-ordering이 수행되고, 이를 바탕으로 시스템 컨덕턴스 행렬의 성분 중 non-zero 성분이 정해진다. 또한, 전기적으로 직접 연결된 차량-차량 또는 차량-변전소에 대하여 두 개의 거리와 단위길이 당 임피던스를 곱하여 시스템의 컨덕턴스 행렬을 구성한다.4 is a flow chart showing a power current calculation process for a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to an embodiment in the method of designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to the present invention; In order to perform electric current calculation, first, a parameter of a Norton equivalent current source for each substation is defined using the electric power supply condition data, and the location data of the corresponding substation is stored. Using the vehicle data obtained from the TPS, the vehicle is placed in the corresponding position on the up and down lines. Node-ordering is performed using the location of the substation and the vehicle, and based on this, a non-zero component among the components of the system conductance matrix is determined. In addition, the conductance matrix of the system is constructed by multiplying the two distances and the impedance per unit length for a vehicle-vehicle or vehicle-substation that are directly connected electrically.

상기 시스템의 컨덕턴스 행렬을 구성한 후에는, 반복계산을 통한 제반의 조류해석을 실행하게 되며, 반복계산을 함에 있어 적절한 초기값을 선정하는 것은 반복계산의 수렴 또는 발산 여부를 결정하거나, 수렴하는 경우 계산량 및 계산시간을 현저히 줄일 수 있다는 점에서 매우 중요한 과정이다. 국내의 직류도시철도 시스템에서 가선전압은 1,500V의 정격전압으로 운전되도록 설계되었다. 변전소와 차량의 가선전압은 설계치인 정격전압 부근에서 운전되기 때문에, 1,500V로 초기값을 설정하였다. After constructing the conductance matrix of the system, all current analysis through iterative calculations is performed, and selecting an appropriate initial value for iterative calculations determines whether the iterative calculation converges or diverges, or when convergence And it is a very important process in that it can significantly reduce the calculation time. In the domestic DC city rail system, the wiring voltage is designed to operate with a rated voltage of 1,500V. Since the voltage of the substation and the vehicle is operated near the rated voltage, which is the design value, the initial value was set to 1,500V.

레일의 경우, 부하전류의 귀로로 사용되며 철도변전소의 접지와 연결되기 때문에 0V 주위에서 운전전위가 결정된다. 따라서 레일전위의 경우, 0V로 초기설정된다. In the case of rail, it is used as a return path for the load current and is connected to the ground of the railway substation, so the operating potential is determined around 0V. Therefore, in the case of rail potential, it is initially set to 0V.

상기 설정된 전류벡터의 초기값을 이용하여, 전압벡터를 업데이트하고, 전체 반복계산은 이전 단계의 전압벡터와의 벡터거리가 특정한 작은 값인 허용 전압(Volt tolerance)이하가 되는 경우, 해가 수렴하였다고 판단하고 반복계산을 멈춘다.Using the initial value of the set current vector, the voltage vector is updated, and the entire iterative calculation determines that the solution has converged when the vector distance from the voltage vector of the previous step is less than a certain small value, Volt tolerance. And stop repetition.

이후에는, 에너지저장시스템의 허용 전압 범위, 회생용 인버터의 회생전압 범위, 차량의 회생 최고전압 범위를 분석한다. 변전소에서 공급되는 전류값이 달라지기 때문에 상한 또는 하한에 전압을 고정시키고 전류를 계산하여야 하기 때문이다. 다시 재 계산된 컨덕턴스 행렬로 새로운 전압벡터를 업데이트한다. 전체 반복계산은 이전 단계의 전압벡터와의 벡터거리가 특정한 작은 값인 허용 전압(Volt tolerance)이하가 되는 경우, 해가 수렴하였다고 판단하고 전체 시뮬레이션 시간동안 도달하지 못했다고 하면 첫 번째 단계로 돌아가 다시 반복계산을 하여 해가 수렴하게 되면 반복계산을 멈춘다.After that, the allowable voltage range of the energy storage system, the regenerative voltage range of the regenerative inverter, and the maximum regenerative voltage range of the vehicle are analyzed. This is because the current value supplied from the substation varies, so it is necessary to fix the voltage at the upper or lower limit and calculate the current. The new voltage vector is updated with the recalculated conductance matrix. If the vector distance from the voltage vector in the previous step is less than a certain small value, Volt tolerance, it is judged that the solution has converged, and if it is not reached during the entire simulation time, return to the first step and repeat the calculation again. When the solution converges, the iterative calculation is stopped.

직류전기 철도 급전시스템의 경우, 승객 또는 화물의 수송이라는 목적 하에 차량의 움직임이 필수적이기 때문에 특정한 부하 상태를 표현하는 특정 시점을 정의하는 것이 불가능하다. 따라서 직류전기 철도 급전시스템에 대한 전력조류계산은 특정시점이 아닌 소정 시간간격 동안의 시간 구간을 설정하여 수행하게 되며, 상기 소정 시간간격 동안 변화하는 각 차량의 위치와 소비전력을 이용하고, 상기 전술한 시뮬레이션 단계에서의 산출과정을 통해 시스템의 전류벡터 행렬을 업데이트하고 상기 소정 시간간격 동안에 해당하는 해를 구하게 된다.In the case of a DC electric railway power supply system, it is impossible to define a specific point in time for expressing a specific load condition because the movement of the vehicle is essential for the purpose of transporting passengers or cargo. Therefore, the power current calculation for the DC electric railway power supply system is performed by setting a time section for a predetermined time interval rather than a specific time point, and using the position and power consumption of each vehicle that changes during the predetermined time interval, Through the calculation process in one simulation step, the current vector matrix of the system is updated and a solution corresponding to the predetermined time interval is obtained.

이와 같이, 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전 시스템 설계 방법은 열차의 편성 차량수, 열차 중량, 출력, 부하전류 및 에너지저장시스템 등 열차 운행함에 따라 변동되는 여러 조건들을 반영하여 직류전기 철도 급전시스템의 운영에 대해 보다 정확하게 시뮬레이션 할 수 있으며, 시뮬레이션 결과에 대한 분석을 통해 직류전기 철도 급전시스템의 여러 현상을 해석 및 예측하여 보다 정밀하게 직류전기 철도 급전시스템을 설계할 수 있게 된다.As described above, the method of designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system according to the present invention reflects various conditions that change according to train operation such as the number of trains, train weight, output, load current, and energy storage system. It is possible to more accurately simulate the operation of the DC electric railway power supply system, and through the analysis of the simulation results, it is possible to design the DC electric railway power supply system more precisely by analyzing and predicting various phenomena of the DC electric railway power supply system. .

위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.Although several embodiments have been exemplarily described above, the fact that the present invention can be embodied in various forms without departing from the spirit and scope thereof is obvious to those of ordinary skill in the art.

따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.Accordingly, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and all embodiments within the appended claims and their equivalents are included within the scope of the present invention.

11 : 한전 변전소 12 : 직류 전철변전소
13 : 전차선 14 : 레일
15 : 열차
11: KEPCO substation 12: DC subway substation
13: catenary 14: rail
15: train

Claims (3)

소정 열차 차량 데이터, 선로 데이터 및, 운행조건 데이터를 각각 입력하여 TPS(Train Performance Simulation) 프로그램을 통해 열차 운행 시뮬레이션을 실시하며, 상기 TPS의 열차 운행 시뮬레이션를 통해 소정 시간간격 동안의 열차 차량 위치, 운행시간, 소비전력 및, 회생전력을 포함하는 열차 주행 데이터를 산출해 내는 열차 주행 데이터 산출단계;
상기 열차 주행 데이터 산출단계를 통해 산출해 낸 상기 소정 시간간격 동안의 상기 열차 주행 데이터와 함께, 상기 열차 차량 데이터, 직류 급전 조건 데이터 및, 열차 운영 데이터를 이용해 상기 소정 시간간격 동안의 변전소, 열차, 전차 선로 및, 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템을 노드화하여 전기회로망으로 등가화하는 급전시스템 등가회로 구성단계; 및,
상기 급전시스템 등가회로 구성단계에서 등가화된 직류전기 철도 급전시스템의 상기 전기회로망에 대해 노드방정식을 이용해 상기 소정 시간간격 동안의 변전소의 전류값 및 전압값과, 소정 열차 위치에서의 전차 선로의 전류값 및 전압값을 포함하는 시뮬레이션 분석 데이터를 산출하는 시뮬레이션 단계를; 포함하여 구성되는 특징으로 하는 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법.
Train vehicle data, track data, and operating condition data are input respectively to simulate train operation through the TPS (Train Performance Simulation) program, and train vehicle location and operating time during a predetermined time interval through the train operation simulation of the TPS. , Train driving data calculation step of calculating train driving data including power consumption and regenerative power;
Using the train vehicle data, DC power supply condition data, and train operation data together with the train driving data for the predetermined time interval calculated through the train driving data calculation step, the substation, the train, and the train during the predetermined time interval, A power supply system equivalent circuit configuration step of converting a direct current electric railroad power supply system including a tram line and an energy storage system into a node to be equivalent to an electric network; And,
The current value and voltage value of the substation during the predetermined time interval using a node equation for the electric network of the DC electric railway power supply system equivalent in the step of constructing the power supply system equivalent circuit, and the current of the tram line at a predetermined train location A simulation step of calculating simulation analysis data including a value and a voltage value; A method of designing a direct current electric railroad power supply system including an energy storage system, comprising:
제1항에 있어서,
상기 열차 차량 데이터는 열차 편성당 차량수, 열차 중량, 최대 속도, 견인력 및, 제동효율에 대한 각 정보를 포함하고;
상기 선로 데이터는 선로의 곡률, 기울기, 터널, 교량 및, 고가에 대한 각 정보를 포함하며;
상기 운행 조건 데이터는 정거장 위치, 신호설비, 전철설비 및 제한속도에 대한 각 정보를 포함하고;
상기 직류 급전 조건 데이터는 변전소 위치, 변전소 저항, 가선 저항 및 레일 저항에 대한 각 정보를 포함하며;
상기 열차 운영 데이터는 시격 및 정차시간에 대한 각 정보를 포함하는; 것을 특징으로 하는 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법.
The method of claim 1,
The train vehicle data includes information on the number of vehicles per train schedule, train weight, maximum speed, traction force, and braking efficiency;
The track data includes information on curvature, slope, tunnel, bridge, and overpass of the track;
The driving condition data includes each information on a station location, a signal facility, a train facility, and a speed limit;
The DC power supply condition data includes each information on a substation location, substation resistance, wiring resistance, and rail resistance;
The train operation data includes each information on an interval and a stop time; A method for designing a direct current electric railway power supply system including an energy storage system, characterized in that.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열차 주행 데이터 산출단계, 급전시스템 등가회로 구성단계 및, 시뮬레이션 단계를 소정 시간동안 반복 실시하고,
상기 에너지저장시스템은,
상기 급전시스템 등가회로 구성단계에서 상기 직류전기 철도 급전시스템에 대해 상기 에너지저장시스템을 제외하여 전기회로망으로 등가화한 후, 상기 시뮬레이션 단계에서 산출해낸 소정 시간간격 동안의 변전소의 전압값이 소정 범위값을 벗어나는 경우에, 다음 상기 급전시스템 등가회로 구성단계에서 상기 직류전기 철도 급전시스템에 포함되어 전기회로망으로 등가화되는 것을 특징으로 하는 에너지저장시스템을 포함하는 직류전기 철도 급전시스템 설계 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The train driving data calculation step, the power supply system equivalent circuit configuration step, and the simulation step are repeated for a predetermined time,
The energy storage system,
In the step of constructing the power supply system equivalent circuit, the DC electric railway power supply system is equalized to an electric network excluding the energy storage system, and then the voltage value of the substation for a predetermined time interval calculated in the simulation step is a predetermined range value. In the case of deviating from the power supply system equivalent circuit configuration step, the DC electric railway power supply system design method comprising an energy storage system, characterized in that included in the DC electric railway power supply system and equalized to an electric network.
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