[发明专利]轨道交通“网-源-储-车”协同的实时能源管控方法

说明书

一种轨道交通“网‑源‑储‑车”协同的实时能源管控方法，先实时采集系统各单元功率信息；再判断系统当前工作状态以及工作模式；接着根据“网‑源‑储‑车”协同供电系统运行机制确定系统在当前工作状态以及工作模式下各单元可控量的参考功率，生成对应功率指令，实时调节各单元可控量的输出功率。本发明的核心在于“网‑源‑储‑车”协同供电系统运行机制，其在供电环节，列车再生制动能量与新能源发电系统优先供电，其次是储能系统供电，只有在该三个供电单元供电后，仍不满足列车牵引负荷需求时，才通过牵引变电所从电网获取电能，而在电能消纳环节，储能系统只有在列车牵引负荷需求被满足后电能仍有剩余的情况下，才会通过充电消纳多余电能。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其指一种轨道交通“网-源-储-车”协同的实时能源管控方法。

背景技术

随着路网规模的不断扩大，截止至2021年底，全国铁路营业里程达到15万公里，其中高速铁路总里程达4万公里。然而，铁路里程数的增长在促进国民经济增长，改善人民生活品质的同时，伴随而来的是与日俱增的电能需求。而我国电能主要来自于化石能源发电，从全寿命周期用能结构而言，轨道交通是碳排放的主要领域之一，为助力“双碳”目标，轨道交通供电系统需要有突破，界内通常从能源管控方法来入手。

目前，传统的轨道交通能源管控多以储能或新能源等单一可调控单元接入为研究场景，难以充分发挥多源协同、网-源互补以及源-车-储互动等多级、多向、多元协同工作的优势。鉴于此，界内致力于构建“网-源-储-车”协同能源管控新体系，实现轨道交通系统能源的高效管控。如图1所示，轨道交通“网-源-储-车”协同供电系统主要由网、源、储、车以及铁路功率调节器(Railway Power Conditioner，RPC)组成。其中“网”包括电网、牵引变电所以及牵引网，它是保障牵引负荷供电需求的最终一环。“源”指新能源的接入，是实现低碳供能的重要途径。“储”指储能系统，主要利用其源荷双重特性实现系统功率波动平抑与再生制动利用。“车”指牵引列车，其作为一种具备再生制动能力的双向负荷，是实现节能减排的重要角色。各单元经由RPC联系起来，实现系统能源的协同管控。然而，既有轨道交通“网-源-储-车”协同供电技术多基于列车运行图以实现轨道交通系统的日前能源管控。在实际情况中，列车负荷功率波动间隔短、随机性强、冲击性大，既有轨道交通日前能源管控策略难以实现系统源荷时空匹配与高效运行。此外，在面向无日前列车运行图的重载货运铁路时，既有日前能源管控方案已无法应用。

发明内容

为了解决现有技术中“网-源-储-车”协同供电场景下难以实现能源实时管控的问题，本发明提供一种轨道交通“网-源-储-车”协同的实时能源管控方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方法：一种轨道交通“网-源-储-车”协同的实时能源管控方法，包括：

步骤S1，实时采集“网-源-储-车”协同供电系统各单元功率信息；

步骤S2，根据牵引网左右两侧列车牵引负荷需求、光伏发电量、储能荷电状态判断当前“网-源-储-车”协同供电系统的工作状态以及工作模式；

步骤S3，根据“网-源-储-车”协同供电系统运行机制确定“网-源-储-车”协同供电系统在当前工作状态以及工作模式下各单元可控量的参考功率，生成对应功率指令，实时调节各单元可控量的输出功率；

所述“网-源-储-车”协同供电系统运行机制为：在供电环节，列车再生制动能量与新能源发电系统优先供电，其次是储能系统供电，只有在该三个供电单元供电后，仍不满足列车牵引负荷需求时，才通过牵引变电所从电网获取电能；在电能消纳环节，储能系统只有在列车牵引负荷需求被满足后电能仍有剩余的情况下，才会通过充电消纳多余电能。