城市轨道交通再生制动能量回收的智能调度模型

日期:2025-07-16
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城市轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分,具有大运量、高效率等特点。在列车运行过程中,制动过程产生的再生制动能量蕴含着巨大的回收利用价值。构建城市轨道交通再生制动能量回收的智能调度模型,对于提高能源利用效率、降低运营成本、实现绿色可持续发展具有重要意义。

城市轨道交通列车在制动时,电机从电动机状态转变为发电机状态,将列车的动能转化为电能,这部分电能即为再生制动能量。然而,再生制动能量的产生具有随机性和波动性,其大小与列车运行速度、载客量、线路坡度等因素密切相关。因此,需要智能调度模型来实时监测和预测再生制动能量的产生情况,并进行合理分配和利用。

智能调度模型的核心在于数据采集与分析。通过在列车和供电系统中安装传感器,实时采集列车运行状态数据、供电系统参数以及再生制动能量的产生和消耗数据。这些数据包括列车的位置、速度、加速度、牵引力、制动力,以及供电系统的电压、电流、功率等信息。利用大数据分析技术,对采集到的数据进行深度挖掘,建立列车运行状态与再生制动能量产生之间的关联模型,预测不同运行工况下再生制动能量的产生量。

在能量分配方面,智能调度模型需综合考虑多种因素。储能系统的状态,包括储能设备的容量、剩余电量、充放电效率等。当再生制动能量产生时,优先将能量存储到储能系统中,以备后续使用。同一供电区间内其他列车的用电需求。若附近有列车处于牵引加速状态,可将再生制动能量直接供给这些列车,实现能量的就地利用,减少能量在传输过程中的损耗。

为了实现能量的高效调度,智能调度模型采用先进的优化算法。例如,利用遗传算法、粒子群算法等智能优化算法,对能量分配策略进行优化求解。在满足列车运行安全和供电系统稳定的前提下,以最小化能量损耗、最大化能量回收利用率为目标,确定最佳的能量分配方案。模型还需具备实时调整能力,根据列车实际运行情况和供电系统状态的变化,动态调整能量分配策略,确保调度方案的实时性和有效性。

智能调度模型还注重与城市轨道交通其他系统的协同工作。与列车运行控制系统相结合,根据列车运行计划提前调整能量分配策略,确保列车在制动时能够及时回收能量,并在牵引时获得足够的能量供应。与能源管理系统集成,实现对整个城市轨道交通能源系统的集中监控和管理,为能源的合理规划和调度提供决策支持。

在智慧能源管理领域,伏锂码云平台提供了智慧能源管理方案,成功应用了再生制动能量回收的智能调度模型。通过对列车运行数据的实时监测和分析,实现了对再生制动能量的精确预测和合理分配。在项目实施后,该线路的再生制动能量回收利用率显著提高,能源消耗降低,运营成本得到有效控制。减少了因能量反馈到电网而对电网造成的冲击,提高了供电系统的稳定性。

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