考慮能量管理的混合動力列車運(yùn)行優(yōu)化策略研究.pdf

1、目前非電氣化鐵路里程占全國既有鐵路線路的35％左右，仍需要大量非電氣化機(jī)車來滿足運(yùn)營需求，以內(nèi)燃機(jī)車為主的非電氣化機(jī)車能源利用率較低且不可避免的產(chǎn)生環(huán)境污染，且既有非電氣化線路短時間難以進(jìn)行電氣化改造，在此背景下搭載車載儲能系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保的混合動力列車應(yīng)運(yùn)而生。本文針對一類混合動力列車，研究一種考慮能量管理的列車運(yùn)行優(yōu)化策略，即同時考慮運(yùn)行操縱與列車功率分配，以達(dá)到更充分利用再生制動能量實現(xiàn)節(jié)能和更合理運(yùn)用儲能裝置的目的。
　　首

2、先介紹了動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功率流動關(guān)系，建立了列車牽引計算模型與車載儲能裝置等效電路模型。以運(yùn)行能耗與車載儲能裝置使用電量之和最小為目標(biāo)，分別建立電氣化區(qū)段和非電氣化區(qū)段下的運(yùn)行優(yōu)化模型。根據(jù)不同供電制式差異及線路條件，確立以供電制式變化點、限速變化點和停車站為分界點的階段劃分原則，建立多階段優(yōu)化模型。引入自適應(yīng)偽譜法，利用GPOPS-Ⅱ工具包，對優(yōu)化問題進(jìn)行求解。
　　在此基礎(chǔ)上，采用實際混合動力動車組列車數(shù)據(jù)，針對電氣化和非電氣化

3、單區(qū)間進(jìn)行仿真，驗證所建優(yōu)化模型和求解方法的正確性和有效性，由此得出混合動力列車的區(qū)間運(yùn)行優(yōu)化策略;重點分析電量約束、線路情況及車載儲能裝置充放電能力等關(guān)鍵因素分別對運(yùn)行優(yōu)化策略結(jié)果的影響規(guī)律。
　　最后通過多區(qū)間時刻表優(yōu)化的可行性分析，改進(jìn)多階段優(yōu)化模型，建立適用于多區(qū)間時刻表優(yōu)化的控制模型。將時刻表優(yōu)化與時刻表固定的運(yùn)行仿真結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果表明，在優(yōu)化時刻表下的運(yùn)行能耗與車載儲能裝置使用電量之和比原時刻表下的降低4.59％，