一种用于轨道交通的运行图节能方法与流程

本发明涉及轨道交通，具体来说，涉及一种用于轨道交通的运行图节能方法。

背景技术：

1、在轨道交通系统中，牵引能耗是总能耗的主要组成部分，能耗占比超过50%，由于地铁线路的特殊性，列车在运行过程中需要频繁地进行启动和制动，这导致大量的电能消耗。传统的列车运行图制定主要考虑客流情况和列车运行周期，往往忽略了邻近列车之间电气特性的相互作用，在这种情况下，相邻列车的取流与回馈缺乏系统性配合，导致邻近列车的启停电流相互叠加，加剧了电网电流的波动；同时，电流波动在电压转换和交直流转换过程中会产生额外的能量损耗，电流波动越剧烈，带来的牵引能耗也越大。

2、在牵引能耗中，列车再生制动能量占牵引用电的30-40%，其中大约60%的能量被邻近列车吸收，剩余大约40%能量通常以热量的形式通过车载制动电阻消耗，这不仅浪费了电能，还降低了系统的整体效率；未消耗的再生能量可能会回馈至中压网络，供动力照明负荷使用，但未完全利用的能量最终会反馈至110kv电网，以b型车6辆编组为例，单列车最大再生制动功率可达5-6mw，而当两列车同时制动时最大再生功率可达10-12mw，如果这些能量在短时间内（小于20秒）全部回馈到35kv中压网络，由于能量大且时间短暂，回馈的能量无法完全吸收利用，只能反送电至110kv电网，这对于轨道交通用户而言是一种巨大的能量浪费。

3、现有技术中列车的运行图未考虑邻近列车在启动和制动过程中电流的叠加效应，使得轨道交通列车再生制动能量不能充分利用，甚至导致能量反送至电网的情况发生；因此，亟需一种用于轨道交通的运行图节能方法，通过调整列车的运行图，充分吸收列车再生制动能量，大大降低轨道交通的牵引能耗。

4、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本发明提出一种用于轨道交通的运行图节能方法，具备通过调整列车的运行图，充分吸收列车再生制动能量，大大降低轨道交通牵引能耗的优点，进而解决现有技术中轨道交通列车再生制动能量不能充分利用，甚至导致能量反送至电网的情况发生的问题。

2、为此，本发明采用的具体技术方案如下：

3、一种用于轨道交通的运行图节能方法，该用于轨道交通的运行图节能方法包括以下步骤：

4、s1、基于初始运行图收集列车运行数据，并确定轨道交通线路的优化范围；

5、s2、根据轨道交通线路的优化范围确定节能优化目标，并基于节能优化目标制定再生制动调整策略集；

6、s3、基于再生制动调整策略集，优化初始运行图中列车运行方案，生成节能优化运行图。

7、进一步的，基于初始运行图收集的列车运行数据包括：

8、列车始发时间、列车停站时间、进站再生制动时间及列车区间运行时间。

9、进一步的，根据轨道交通线路的优化范围确定的节能优化目标包括：

10、单一车站再生制动冲突目标、相邻车站再生制动冲突目标、多车站区段再生制动冲突目标及预设里程范围再生制动冲突目标。

11、进一步的，根据轨道交通线路的优化范围确定节能优化目标，并基于节能优化目标制定再生制动调整策略集包括以下步骤：

12、s21、基于单一车站再生制动冲突目标，制定第一再生制动调整策略；

13、s22、基于相邻车站再生制动冲突目标，制定第二再生制动调整策略；

14、s23、基于多车站区段再生制动冲突目标，制定第三再生制动调整策略；

15、s24、基于预设里程范围再生制动冲突目标，制定第四再生制动调整策略，并根据第一再生制动调整策略、第二再生制动调整策略、第三再生制动调整策略及第四再生制动调整策略构建再生制动调整策略集。

16、进一步的，基于单一车站再生制动冲突目标，制定第一再生制动调整策略包括以下步骤：

17、s211、对比单一车站内所有列车的进站再生制动时间，若发现两列列车的进站再生制动时间存在重叠，则将这两列列车标记为一个单一车站列车对；

18、s212、识别每一个单一车站列车对中两列列车进站再生制动时间的重叠时间段，并建立单一车站重叠时间段清单；

19、s213、基于单一车站重叠时间段清单，调整每一个单一车站列车对中至少一列列车的进站再生制动时间，以消除单一车站重叠时间段清单中所有重叠时间段，并基于调整结果生成第一再生制动调整策略。

20、进一步的，基于相邻车站再生制动冲突优化目标，制定第二再生制动调整策略包括以下步骤：

21、s221、对比相邻车站内所有列车的进站再生制动时间，若发现两列列车的进站再生制动时间存在重叠，则将这两列列车标记为一个相邻车站列车对；

22、s222、识别每一个相邻车站列车对中两列列车进站再生制动时间的重叠时间段，并建立相邻车站重叠时间段清单；

23、s223、基于相邻车站重叠时间段清单，调整每一个相邻车站列车对中至少一列列车的进站再生制动时间，以消除相邻车站重叠时间段清单中所有重叠时间段，并基于调整结果生成第二再生制动调整策略。

24、进一步的，基于多车站区段再生制动冲突优化目标，制定第三再生制动调整策略包括以下步骤：

25、s231、对比多车站区段车站内所有列车的进站再生制动时间，若发现两列列车的进站再生制动时间存在重叠，则将这两列列车标记为一个多车站区段车站列车对；

26、s232、识别每一个多车站区段车站列车对中两列列车进站再生制动时间的重叠时间段，并建立多车站区段车站重叠时间段清单；

27、s233、基于多车站区段车站重叠时间段清单，调整每一个多车站区段车站列车对中至少一列列车的进站再生制动时间，以消除多车站区段车站重叠时间段清单中所有重叠时间段，并基于调整结果生成第三再生制动调整策略。

28、进一步的，基于预设里程范围再生制动冲突优化目标，制定第四再生制动调整策略，并根据第一再生制动调整策略、第二再生制动调整策略、第三再生制动调整策略及第四再生制动调整策略构建再生制动调整策略集包括以下步骤：

29、s241、对比预设里程范围车站内所有列车的进站再生制动时间，若发现两列列车的进站再生制动时间存在重叠，则将这两列列车标记为一个预设里程范围车站列车对；

30、s242、识别每一个预设里程范围车站列车对中两列列车进站再生制动时间的重叠时间段，并建立预设里程范围车站重叠时间段清单；

31、s243、基于预设里程范围车站重叠时间段清单，调整每一个预设里程范围车站列车对中至少一列列车的进站再生制动时间，以消除预设里程范围车站重叠时间段清单中所有重叠时间段，并基于调整结果生成第四再生制动调整策略；

32、s244、基于第一再生制动调整策略、第二再生制动调整策略、第三再生制动调整策略及第四再生制动调整策略，生成再生制动调整策略集。

33、进一步的，基于再生制动调整策略集，优化初始运行图中列车运行方案，生成节能优化运行图包括以下步骤：

34、s31、基于再生制动调整策略集，调整初始运行图中列车车次，对于有列车再生制动进站的车站，在该车站安排一列列车牵引出站，或在相邻车站安排一列列车牵引出站；

35、s32、调整初始运行图中指定长度轨道交通线路内的列车数量，确保同一时间内进行牵引和再生制动的列车数量一致；

36、s33、根据调整后的初始运行图，生成节能优化运行图。

37、进一步的，轨道交通线路中的列车均具有再生制动功能，轨道交通线路的牵引网电压等级设置为dc1500v或dc750v。

38、本发明的有益效果为：

39、（1）本发明通过分析现有运行图中多列车同时再生制动的情况，优化调整列车的运行图，避免轨道交通线路一定长度范围内有两列及以上列车同时再生制动，并使得同一时间内进行牵引的列车和再生制动的列车数量保持一致，能充分利用列车再生制动能量，达到节能的目的。

40、（2）采用本发明调整运行图后，列车再生制动能量可以完全被吸收，大大降低轨道交通的牵引能耗。