基于实测数据的直流地铁时变负荷特性分析*

随着我国城市化进程的不断推进,城市轨道交通飞速发展,截至2021年,全国已有45座城市开通直流地铁线路。牵引列车呈“源荷”二象性,因此牵引负荷区别于大工业电力负荷,其具有较强的冲击性和波动性。既有研究聚焦于牵引负荷对电网的影响,鲜有针对地铁直流时变负荷特性的研究。因此,选取国内某典型直流地铁线路,在其牵引变电所加装测试设备,长时间连续测量电压、电流等相关电气量。然后,基于实测数据,以日负荷曲线为研究对象,对日负荷电流、电压、功率等进行分析,统计日负荷最大值、平均值和最大需量值等,并计算了牵引负荷的冲击性和波动性大小。     

集成混合储能及RPC的牵引供电系统优化运行北大核心CSCD

电气化铁路电分相构成了无电区,阻碍各供电区间内能量传递,不利于再生制动能量的回收利用,极大地影响了铁路运营效益。为降低铁路运营成本,在电分相处接入铁路功率调节器(railway power conditioner,RPC),RPC直流环节便于混合储能装置接入。在此基础上,本文提出了一种牵引供电系统优化运行策略,通过控制混合储能充放电,达到削减负荷尖峰,回收制动能量的效果,进而实现牵引负荷的削峰填谷。该模型以牵引供电系统运行总成本最低为目标,以混合储能充放电功率等为决策变量,考虑了系统潮流平衡、混合储能等约束。进一步地,将模型中的非线性函数线性化,得到混合整数线性规划模型,然后利用CPLEX求解得到混合储能充放电策略和牵引供电系统购电方案。最后,基于实测数据,分析了所提模型的降费效果。与既有牵引供电系统对比,接入混合储能和RPC之后牵引供电系统日运营成本降低效果显著,为牵引供电系统优化运行提供了依据。