[发明专利]一种轨道交通全线路仿真系统及仿真方法

说明书

本发明公开一种轨道交通全线路仿真系统，仿真系统包含一条轨道交通直流线路，连接了至少一个牵引站，牵引站之间包含线路等效电阻，牵引站内包含整流机组、能量回馈装置与交流电网，仿真系统中还包含至少一个等效电流源，等效电流源的电流数值由直流线路上运行机车的状态决定，自动根据机车的位置、重量、运行方向、运行速度计算，本发明通过等效电流源模拟机车刹车制动和启动的能量，并在每个牵引站设置了能量回馈装置，可实现对整条线路电压电流情况的仿真模拟，验证能量回馈装置配置容量是否能够满足要求。

技术领域

本发明应用于轨道交通领域，特别涉及一种应用于轨道交通全线路仿真系统。

背景技术

轨道交通领域中存在再生能量利用的需求，机车运行过程中进站时刻，刹车制动的能量将反馈给牵引网，优先被相邻车吸收利用，当产生的再生电能不能被相邻车利用时，列车制动将继续抬升直流牵引网网压，当达到设置在变电所的能量回馈装置的整定值时，该装置投入，开始吸收再生电能。在系统设计时，需要计算能量回馈装置的配置容量即最大回馈电流是否能够满足要求，容量配置过高产生浪费，配置低会造成直流母线电压过高，直流牵引网上的设备会因为过压损坏，因此需要校验再生能量回馈装置在牵引站中的配置容量。

整条直流牵引线路中包含多个牵引站，每个牵引站之间包含线路等效电阻，机车在运行过程中，机车位置和速度不同，使得各个参数耦合在一起，难以计算，能量回馈装置的引入使系统复杂度更高，很难通过理论计算的方式给出配置容量的计算，无法给出整条线路直流电压的变化趋势，目前也没有满足上述需求的解决方案，针对上述缺陷，本发明提出搭建全线路仿真系统，包含整条线路的主要设备，可校验能量回馈设备的容量配置。

发明内容

本发明的目的，在于设计一种轨道交通全线路仿真系统及仿真方法，可实现对全线直流线路电压、电流情况的实时仿真，校验能量回馈装置的容量配置是否满足要求。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种轨道交通全线路仿真系统，所述仿真系统包含一条轨道交通直流线路，所述直流线路连接了至少一个牵引站，牵引站之间包含线路等效电阻，所述牵引站内包含整流机组、能量回馈装置与交流电网，所述能量回馈装置的交流侧与交流电网连接，直流侧与直流线路连接，所述仿真系统中还包含至少一个等效电流源，所述等效电流源与直流线路连接，所述等效电流源的电流数值由直流线路上运行机车的状态决定，自动根据机车的位置、重量、运行方向、运行速度计算，当机车减速时，电流由直流线路的负极流入直流线路的正极，当机车加速时，由直流线路的整极流入直流线路的负极。

所述等效电阻的阻值由机车当前运行位置与牵引站之间的相对位置决定，阻值由相对位置之间的距离与单位长度的阻值相乘计算获得，是随时间变化的变量。

上述仿真模型的第一种具体实现方式：所述直流线路、等效电阻、牵引站中的整流机组、交流电网与等效电流源均为模拟仿真系统中的数值等效模型，所述能量回馈装置也为模拟仿真系统中的数值等效模型，通过电流源方式进行模拟，电流源的数值模拟能量回馈电流。

上述仿真模型的第一种具体实现方式：所述直流线路、等效电阻、牵引站中的整流机组、交流电网与等效电流源均为实时仿真系统中的数值等效模型，所述能量回馈装置为实体物理控制器，可自动检测直流电压，控制输出至交流电网的回馈电流。

所述回馈电流可设定限值，所述回馈电流设定限值由能量回馈装置的最大输出电流决定，当回馈电流达到限制时，即使直流电压继续上升，装置也以最大输出电流恒流输出。

本发明还公开了一种轨道交通全线路仿真系统的仿真方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)根据机车的位置、重量、运行方向、运行速度计算获得等效电流源的电流方向以及电流数值；