[发明专利]一种电气化铁路非侵入式牵引负荷分解方法

说明书

本发明公开了一种电气化铁路非侵入式牵引负荷分解方法，包括步骤：获取供电区间的电压和电流，以及列车驶入或驶出供电区间的过分相感应脉冲；对电压和电流进行FFT分析，得到牵引负荷汇总的有功功率序列；检测有功功率序列中单列列车功率序列事件和/或列车叠加功率序列事件，并构建单列列车功率序列事件库；对列车叠加功率序列事件进行分解，得到各列列车的实际功率序列。本发明能够克服传统非侵入监测方法对电气化铁路牵引负荷监测和辨识的不足，有效实现其非侵入式牵引负荷分解。本发明仅借助列车运行时刻表给出的车型、编组、上行或下行、是否停靠站、进站时间五个信息便能够对负荷序列进行标记，提高了负荷辨识的准确度。

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，特别是一种电气化铁路非侵入式牵引负荷分解方法。

背景技术

近年来，电气化铁路进入了飞速发展的阶段。列车功率高，数量多，行车密度大，是电力系统中最大的单体负荷。掌握电气化铁路牵引负荷的实际序列曲线，对于负荷预测、优化行车调度、节能降耗和电能质量评估具有重要的指导意义。

然而电力列车运行时受线路条件、天气因素、载客量和司机操纵等因素影响，呈现出强烈的随机性和波动性，导致仿真和实际结果误差大。若采用侵入式的监测方法，则需在已投入运营的列车上进行改装、增加监测单元，成本高、代价大，难以实施。若采用已有的非侵入式负荷分解方法，由于不同车型拓扑相似，导致各电气特征相似，相同车型不同供电区间的运行曲线几乎不同，而且列车具有强烈的随机性和波动性，难以形成一个标准的特征库来进行负荷辨识和分解。

电气化铁路电力机车严格按照行车运行图运行，这给出了列车车次、车型信息，以及出站和进站的时间。同时在牵引变电所和分区所安装监测单元，便可获知列车驶入、驶出供电区间的时间以及汇集在变电所监测单元处总的负荷曲线，再结合非侵入式负荷分解技术，就可以得到各种车型在不同供电区间的运行曲线。这种电气化铁路牵引负荷的非侵入式监测方法，能够弥补牵引变电所现有监测方法不足，为电力部门和铁路部门提供更真实的监测数据。

发明内容

本发明的目的是提供一种电气化铁路非侵入式牵引负荷分解方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种电气化铁路非侵入式牵引负荷分解方法，包括：

步骤1：获取供电区间的电压和电流，以及列车驶入或驶出供电区间的过分相感应脉冲；所述供电区间包括站点；

步骤2：对电压和电流进行FFT分析，得到牵引负荷汇总的有功功率序列；

步骤3：检测有功功率序列中单列列车功率序列事件和列车叠加功率序列事件，并构建单列列车功率序列事件库：

3.1令滑动窗为[P_i,P_i+1,P_i+2,…,P_i+j-1]；其中，P_i为有功功率序列的第i个功率点，j为滑动窗内功率点数量；

3.2从有功功率序列的第1个功率点开始，检测起点和终点，直到检测完有功功率序列：

3.2.1检测起点：若滑动窗内的功率点满足且则该滑动窗内存在起点t_s，起点的功率点为第个功率点，令i＝i+j，进入3.2.2；否则，令i＝i+1，重复本步骤检测起点；其中，P_thr为供电区间牵引负荷空载到负载的阈值，[·]为向下取整或者向上取整；

3.2.2检测终点：若滑动窗内的功率点满足且则该滑动窗内存在终点t_e，终点的功率点为第个功率点，令i＝i+j，返回3.2.1；否则，令i＝i+1，重复本步骤检测终点；