城市軌道交通列車運(yùn)行與供電聯(lián)合仿真研究.pdf

1、本論文依托“牽引供電計(jì)算用高速機(jī)車車輛參數(shù)的仿真擬合研究”和“城市軌道交通機(jī)車參數(shù)擬合研究與供電特性分析”兩個(gè)科研項(xiàng)目，重點(diǎn)研究城市軌道交通列車運(yùn)行和供電聯(lián)合仿真。通過(guò)仿真分析，可以預(yù)測(cè)區(qū)間運(yùn)行時(shí)間，評(píng)估運(yùn)行能耗和計(jì)算供電設(shè)備的容量，從而不僅可以節(jié)約前期建設(shè)的投資，而且還能降低后期運(yùn)營(yíng)的成本，提高城市軌道交通系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此，開發(fā)出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軌道交通列車運(yùn)行與供電聯(lián)合仿真系統(tǒng)具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

2、該聯(lián)合仿真系統(tǒng)主要由列車運(yùn)行仿真(TPS)和供電系統(tǒng)仿真(NS)兩部分組成。列車運(yùn)行仿真的目的是計(jì)算列車運(yùn)行特性及其能耗；供電系統(tǒng)仿真的目的是解算整個(gè)牽引網(wǎng)絡(luò)的電壓分布及變電所負(fù)荷，它依賴于列車運(yùn)行仿真中得到的列車位置和能量消耗。 列車運(yùn)行仿真的核心問(wèn)題是列車控制算法。本文用帶有非線性約束的微分方程來(lái)描述列車運(yùn)行過(guò)程，用牽引力積分形式描述節(jié)能優(yōu)化目標(biāo)，并將最大值原理應(yīng)用于模型求解；在確保安全運(yùn)行，滿足線路的限速約束、機(jī)車的性能約

3、束和運(yùn)行時(shí)間約束的條件下，充分利用線路坡道，以能量消耗最小為控制目標(biāo)，得到列車優(yōu)化控制的策略；然后給出列車節(jié)能控制算法，并利用列車運(yùn)行仿真平臺(tái)驗(yàn)證了優(yōu)化控制理論與算法的正確性。最后使用模糊邏輯控制對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠應(yīng)用于離散級(jí)位列車控制。 供電系統(tǒng)仿真部分首先分析了直流牽引變電所的外部特性，確定三段等效諾頓電路為其仿真模型并給出計(jì)算方法。然后，介紹了傳統(tǒng)牽引供電方法平均運(yùn)量法和運(yùn)行圖截面法，分析了這兩種方法的不足。根據(jù)牽引