[发明专利]一种电动汽车参与交流城轨供电系统节能运行的优化方法

权利要求书

1.一种电动汽车参与交流城轨供电系统节能运行的优化方法，其特征在于：将电动汽车与牵引变电所进行电气连接，以列车牵引/制动策略和电动汽车充放电策略作为优化变量，根据设计性能和电动汽车随机接入状态设置约束条件，包括但不限于：牵引网T最低工作电压U_min和最高工作电压U_max、电动汽车离开时间T_n、预期荷电状态SOC_n、电动汽车电池最大充放电功率电动汽车电池最大容量确定优化目标函数，包括但不限于：牵引供电系统最低电费成本C_total；通过如下步骤得到满足单目标最优或多目标满意优化的电动汽车参与交流城轨供电系统节能运行方案：

步骤1：输入牵引变电所供电区间的线路平纵面参数、机车特性参数、供电电源参数、电动汽车状态；

步骤2：根据实际设计要求，构建电动汽车参与交流城轨供电系统节能运行的优化模型；包括优化变量：列车牵引/制动策略和电动汽车充放电策略；优化目标函数：牵引变电所最低电费成本、牵引供电系统最低能耗，以及各类约束条件，包括列车运行时间及距离范围、电力机车工作电压范围、电动汽车离开时间、预期荷电状态、电动汽车电池充放电功率限值、电动汽车电池容量限值；设置优化过程收敛条件及迭代精度要求；

步骤3：使用遗传算法，将优化变量作为个体种群，初始化列车位置和速度，作为列车牵引/制动策略优化的输入参数；

步骤4：利用车-网耦合系统交互仿真，求解牵引供电系统潮流分布，若约束条件不满足则终止该个体后续计算，重新代入下一个体；若满足约束条件，则递进至步骤5；

步骤5：根据步骤4得到的牵引供电系统潮流分布、电动汽车接入状态及相关约束条件，建立混合整数线性规划模型，采用CPLEX求解器对电动汽车充放电策略优化模型进行求解，计算优化目标函数值；

步骤6：根据前后两次种群最优个体对应的目标函数值，推断种群的进化状态，如收敛状态、多样化状态和停滞状态；

步骤7：判断优化过程是否满足收敛条件；若不满足步骤2中所设置的收敛条件及收敛精度，则种群继续进化，返回步骤3进一步求解；若满足收敛条件及收敛精度，则迭代过程结束，输出目标函数最优解；

步骤8：输出电动汽车参与交流城轨供电系统节能运行的最优方案，优化过程结束。