一种基于混合供能的用电器整体控制系统的制作方法

本发明涉及电力机车操作系统领域，特别是涉及一种基于混合供能的用电器整体控制系统。

背景技术：

1、随着国民经济的高速发展，对铁路运输提出了越来越高的要求。铁路运输部门采取加大单列编组的牵引吨位、减少列车间隔时间加大行车密度以提高线路的通过能力等措施，而这些措施不可避免的加快了线路和接触网的损耗，使接触网供电不稳定的情况时有发生。导致

2、在线路上运行的电力机车无法从接触网获取电能。在严冬或酷暑的季节，司机往往使用机车本身自带的蓄电池给司机室加热或降温，而电力机车自带的蓄电池原本是设计用于机车控制系统，无法完全用于车辆的动力供给。

3、现有专利cn105186675a公开了一种电力机车备用电源系统，包括：输入/输出隔离开关、控制管理单元、锂电池组、锂电池充放电管理单元、3ac逆变电源单元、dc110v逆变电源单元、牵车单元；所述控制管理单元与其他各单元电连接；本发明可以满足在开天窗期间司机正常生活用电需求，在紧急情况下，满足开天窗期间机车制动紧急补风要求，满足驱动机车单机运行不小于1000m的距离，实现电力机车自行移车功能，极大地提高了检修人员的安全性和移车操作方便程度，节约了接触网隔离设备的投资，提供检修效率。

4、其采用增大电池的模式进行电力供给，其本身会造成电力机车的运载负担增加，且更换电池的方式往往意味着大量的改造成本。

5、故现需一种基于混合供能的用电器整体控制系统解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明是为了解决现有技术中接触网的损耗使接触网供电不稳定，在线路上运行的电力机车无法从接触网获取电能，而电力机车自带的蓄电池原本是设计用于机车控制系统，无法完全用于车辆的动力供给的问题，提供了一种基于混合供能的用电器整体控制系统，通过预测接触网不稳定区段的方式，解决了上述问题。

2、本发明提供了一种基于混合供能的用电器整体控制系统，包括操控模块、次要用电模块、显示控制模块、列车运行用电模块、供电监视模块、用电记录模块、稳压供电模块和控制模块，操控模块用于接收列车控制信号并根据当前列车电力情况分配用电操控权限，次要用电模块用于控制和记录与列车运行无关的用电器，显示控制模块用于显示各用电器控制模块的当前状态和历史，列车运行用电模块用于控制和记录与列车运行有关的用电器，供电监视模块用于根据铁路路线的实际位置监视接触网的输电效果，用电记录模块用于根据线路图记录列车以往在铁路上运行时接触网的输电状态，稳压供电模块为设置在列车上的独立储电装置，稳压供电模块用于与列车运行无关的用电器的常规供电和接触网供电不稳定时的列车行进控制的补充供电，控制模块用于根据供电监视模块和用电记录模块的数据控制稳压供电模块对操控模块进行权限的下发和回收，对次要用电模块、显示控制模块、列车运行用电模块进行供电方式控制。

3、本发明所述的一种基于混合供能的用电器整体控制系统，作为优选方式，列车运行用电模块包括常驻用电模块和临时用电模块，常驻用电模块与列车运行动力功能接口进行连接，临时用电模块与列车运行辅助功能接口进行连接，常驻用电模块和临时用电模块均连接控制模块。

4、本发明所述的一种基于混合供能的用电器整体控制系统，作为优选方式，司机室用电器整体控制系统的控制方法如下：

5、s1、机车运行路线确认，传输至用电记录模块，用电记录模块调取当前线路的接触网输电历史；

6、s2、根据时间由近至远对历史记录中对输电稳定的影响点由大到小给予权重后累加；

7、s3、根据累加结构生成影响点在线路中稳定性影响关系图，并根据关系图数据连续平滑线型拟合用电走向，并对线路中用电走向取上下阈值，将超出阈值的波动段作为非稳定区段；

8、s4、机车运行并实时反馈当前位置；

9、s5、供电监视模块根据当前机车位置判断机车是否进入非稳定区段的准备范围，是则进行步骤s6，否则进行步骤s8；

10、s6、判断当前非稳定区段中用电波动是否影响列车运行用电模块控制的用电器工作，是则控制稳压供电模块减少次要用电模块控制用电器的用电比例，将减少的用电比例分配至操控模块、显示控制模块和列车运行用电模块，否则进行步骤s8；

11、s7、判断机车是否已经过该非稳定区段，是则进行步骤s8，否则进行步骤s6；

12、s8、稳压供电模块对次要用电模块全比例供电；

13、s9、判断机车是否运行，是则进行步骤s5，否则进行步骤s10；

14、s10、关闭用电器。

15、本发明所述的一种基于混合供能的用电器整体控制系统，作为优选方式，步骤s6中的用电比例具体确定方法为：

16、选取权重大于影响阈值的当前不稳定区段历史数据作为参照数据，对参数数据的各位置点取均值，并根据均值和位置信息生成预测电力波动图形，选取超出用电走向阈值的区段，记录峰值和方差变化，将峰值与用电走向阈值上限之差与稳压供电模块整体供电量的比值作为预计算的待减少的次要用电模块的用电比例，取方差与稳压供电模块的稳定供电波动的波动率的比值作为加权系数，与预计算的待减少的次要用电模块的用电比例相乘作为最终调整的用电比例。

17、本发明有益效果如下：

18、本技术方案保留原始车辆结构，通过引入一套运载路线中接触网的稳定性预测系统实时调控电池对车辆的供给，通过非全程蓄电池供电的方式，避免了接触网产生的硬点问题,导致供电不稳定。使车辆在尽量不做硬性改造的前提下合理获得稳定供电。极大地提高了检修人员的安全性和移车操作方便程度。

技术特征：

1.一种基于混合供能的用电器整体控制系统，其特征在于：包括操控模块（1）、次要用电模块（2）、显示控制模块（3）、列车运行用电模块（4）、供电监视模块（5）、用电记录模块（6）、稳压供电模块（7）和控制模块（8），所述操控模块（1）用于接收列车控制信号并根据当前列车电力情况分配用电操控权限，所述次要用电模块（2）用于控制和记录与列车运行无关的用电器，所述显示控制模块（3）用于显示各用电器控制模块（8）的当前状态和历史，所述列车运行用电模块（4）用于控制和记录与列车运行有关的用电器，所述供电监视模块（5）用于根据铁路路线的实际位置监视接触网的输电效果，所述用电记录模块（6）用于根据线路图记录列车以往在铁路上运行时接触网的输电状态，所述稳压供电模块（7）为设置在列车上的独立储电装置，所述稳压供电模块（7）用于与列车运行无关的用电器的常规供电和接触网供电不稳定时的列车行进控制的补充供电，所述控制模块（8）用于根据所述供电监视模块（5）和所述用电记录模块（6）的数据控制所述稳压供电模块（7）对所述操控模块（1）进行权限的下发和回收，对所述次要用电模块（2）、所述显示控制模块（3）、所述列车运行用电模块（4）进行供电方式控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合供能的用电器整体控制系统，其特征在于：所述列车运行用电模块（4）包括常驻用电模块和临时用电模块，所述常驻用电模块与列车运行动力功能接口进行连接，所述临时用电模块与列车运行辅助功能接口进行连接，所述常驻用电模块和所述临时用电模块均连接所述控制模块（8）。

3.根据权利要求1所述的一种基于混合供能的用电器整体控制系统，其特征在于：司机室用电器整体控制系统的控制方法如下：

4.根据权利要求3所述的一种基于混合供能的用电器整体控制系统，其特征在于：所述步骤s6中的用电比例具体确定方法为：

技术总结本发明公开了一种基于混合供能的用电器整体控制系统，包括操控模块、次要用电模块、显示控制模块、列车运行用电模块、供电监视模块、用电记录模块、稳压供电模块和控制模块，稳压供电模块为设置在列车上的独立储电装置，控制模块用于根据供电监视模块和用电记录模块的数据控制稳压供电模块对操控模块进行权限的下发和回收，对次要用电模块、显示控制模块、列车运行用电模块进行供电方式控制。本发明保留原始车辆结构，通过引入一套运载路线中接触网的稳定性预测系统实时调控电池对车辆的供给，通过非全程蓄电池供电的方式，避免了接触网产生的硬点问题,导致供电不稳定。使车辆在尽量不做硬性改造的前提下合理获得稳定供电。技术研发人员：陈彪,汪发现,李殿伟,刘革,孙亮亮,麦嘉仪,刘东凯受保护的技术使用者：北京北九方轨道交通科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29