考慮能量管理的混合動力列車運行優(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車來滿足運營需求，以內(nèi)燃機車為主的非電氣化機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行優(yōu)化策略，即同時考慮運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行仿真結(jié)果進行對比，結(jié)果表明，在優(yōu)化時刻表下的運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％，