[发明专利]基于线路列车功率的超级电容放电电压优化方法及装置

权利要求书

1.基于线路列车功率的超级电容放电电压优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据变电站、列车与超级电容储能装置之间的线路连接构建等效电路模型；

获取列车运行状态下的列车功率曲线，将所述列车功率曲线输入所述等效电路模型中，生成储能装置节能率、制动电阻节能率与超级电容寿命预测数据；

基于所述储能装置节能率、所述制动电阻节能率和所述超级电容寿命预测数据构建超级电容适应度函数；

利用所述超级电容适应度函数生成超级电容最低放电电压。

2.根据权利要求1所述的基于线路列车功率的超级电容放电电压优化方法，其特征在于，所述将所述列车功率曲线输入所述等效电路模型中，生成储能装置节能率、制动电阻节能率与超级电容寿命预测数据，包括：

将所述列车功率曲线进行离散化，生成离散化数据；

将所述离散化数据输入所述等效电路模型中，生成所述变电站设置所述超级电容储能装置时变电站两端的电压与电流、所述变电站未设置所述超级电容储能装置时所述变电站两端的电压与电流、所述变电站设置有所述超级电容储能装置时列车制动电阻两端的电压与电流、所述变电站未设置所述超级电容储能装置时列车制动电阻两端的电压与电流、超级电容当前电压与超级电容当前温度；

基于所述变电站设置所述超级电容储能装置时变电站两端的电压与电流和所述变电站未设置所述超级电容储能装置时所述变电站两端的电压与电流生成所述储能装置节能率；

基于所述变电站设置有所述超级电容储能装置时列车制动电阻两端的电压与电流和所述变电站未设置所述超级电容储能装置时列车制动电阻两端的电压与电流生成制动电阻节能率；

基于所述超级电容当前电压与所述超级电容当前温度生成超级电容寿命预测数据。

3.根据权利要求1所述的基于线路列车功率的超级电容放电电压优化方法，其特征在于，所述超级电容适应度函数的表达式如下：

上式中，J表示超级电容适应度函数，uc_min(t)表示超级电容最低放电电压，ω₁表示储能装置节能率的权重，表示储能装置节能率的平均值，ω₂表示制动电阻节能率的权重，表示制动电阻节能率的平均值，ω₃表示超级电容寿命预测数据的权重，表示超级电容寿命预测数据的平均值。

4.根据权利要求1所述的基于线路列车功率的超级电容放电电压优化方法，其特征在于，构建超级电容适应度函数包括：

以所述等效电路模型的节点电压方程、超级电容电流限值和超级电容电压限值为所述超级电容适应度函数的约束条件。

5.根据权利要求4所述的基于线路列车功率的超级电容放电电压优化方法，其特征在于，所述等效电路模型的节点电压方程通过如下方式生成：

提取所述等效电路模型中的所述列车的电压与电流、所述变电站的电压与电流、线路节点之间的变电阻，基于所述列车的电压与电流、所述变电站的电压与电流、线路节点之间的变电阻生成所述等效电路模型的节点电压方程。

6.根据权利要求1所述的基于线路列车功率的超级电容放电电压优化方法，其特征在于，所述利用所述超级电容适应度函数生成超级电容最低放电电压，包括：

对所述超级电容适应度函数进行初始化，生成初始函数值；

利用遗传算法对所述初始函数值进行预处理，生成目标函数值；

基于所述初始函数值与所述目标函数值，利用模拟退火算法计算所述超级电容最低放电电压。