(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211278244.7 (22)申请日 2022.10.19 (71)申请人 湖南大学 地址 410082 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路麓山门 (72)发明人 涂春鸣　李俊豪　王鑫　郭祺　 肖凡　兰征　侯玉超　 (74)专利代理 机构 长沙新裕知识产权代理有限 公司 43210 专利代理师 颜田庆 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02J 3/28(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01)B60M 3/00(2006.01) B60M 3/06(2006.01) (54)发明名称 轨道交通“网-源-储-车 ”协同的实时能源管 控方法 (57)摘要 一种轨道交通 “网‑源‑储‑车”协同的实时能 源管控方法， 先实时采集系统各单元功率信息； 再判断系统当前工作状态以及工作模式； 接着根 据“网‑源‑储‑车”协同供电系统运行机制确定系 统在当前工作状态以及工作模式下各单元可控 量的参考功率， 生成对应功率指令， 实时调节各 单元可控量的输出功率。 本发明的核心在于 “网‑ 源‑储‑车”协同供电系统运行机制， 其在供电环 节， 列车再生制动能量与新能源发电系统优先供 电， 其次是储能系统供电， 只有在该三个供电单 元供电后， 仍不满足列车牵引负荷需求时， 才通 过牵引变电所从电网获取电能， 而在电能消纳 环 节， 储能系统只有在列车牵引负荷需求被满足后 电能仍有剩余的情况下， 才会通过充电消纳多余 电能。 权利要求书4页 说明书11页 附图4页 CN 115528681 A 2022.12.27 CN 115528681 A 1.轨道交通 “网‑源‑储‑车”协同的实时能源管控方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1， 实时采集 “网‑源‑储‑车”协同供电系统各 单元功率信息； 步骤S2， 根据牵引网左右两侧列车牵引负荷需求、 光伏发电量、 储能荷电状态判断当前 “网‑源‑储‑车”协同供电系统的工作状态以及工作模式； 步骤S3， 根据 “网‑源‑储‑车”协同供电系统运行机制确定 “网‑源‑储‑车”协同供电系统 在当前工作状态以及工作模式下各单元可控量的参考功率， 生成对应功率指令， 实时调节 各单元可控量的输出功率； 所述“网‑源‑储‑车”协同供电系统运行机制为： 在供电环节， 列车再生制动能量与 新能 源发电系统优先供电， 其次是储能系统供电， 只有在该三个供电单元供电后， 仍不满足列车 牵引负荷需求时， 才通过牵引变电所从电网获取电能； 在电能消纳环节， 储能系统只有在列 车牵引负荷需求被满足后电能仍有剩余的情况 下， 才会通过充电消纳多余电能。 2.根据权利要求1所述的轨道交通 “网‑源‑储‑车”协同的实时能源管控方法， 其特征在 于： 步骤S1中， 采集的各单元功率信息包括牵引变电所左右桥臂输出功率Pb1、 Pb2； 牵引网左 右两侧列车牵引负荷大小Ptrain1、 Ptrain2； RPC左右桥臂输 出功率Pr_1、 Pr_2； 光伏单元输出功率 Ppv； 以及储能单 元输出功率Pess。 3.根据权利要求2所述的轨道交通 “网‑源‑储‑车”协同的实时能源管控方法， 其特征在 于： 所述“网‑源‑储‑车”协同供电系统的工作状态包括有牵引+牵引工作状态、 制动+制动工 作状态、 牵引+制动工作状态， 如下式(1)。 4.根据权利要求3所述的轨道交通 “网‑源‑储‑车”协同的实时能源管控方法， 其特征在 于： 所述“网‑源‑储‑车”协同供电系统在不同工作状态下的工作模式有： 1)牵引+牵引工作状态 根据光伏发电量与列车牵引负荷需求之间的关系以及储能荷电状态， 在该牵引+牵引 工作状态下共 包括有四种工作模式， 如下式(2)： 式中： S、 Smin、 Smax分别表示储能单元荷电状态、 储能单元荷电状态下界、 储能单元荷电 状态上界， 储 能单元荷电状态S为储 能单元输出功率Pess与储能容量C之比； 工作模式1表示 光伏发电充足， 储能系统不能参与消纳； 工作模式2表示光伏发电充足， 储能系统能参与消 纳； 工作模式3表示光伏发电不足， 储能能补充放电； 工作模式4表示光伏发电不足， 储能不 能补充放电； 2)制动+制动工作状态 根据储能荷电状态， 该制动+制动工作状态包括有两种工作模式， 如下式(3)：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115528681 A 2式中： 工作模式5表示列车全为制动， 储能不能参与消纳； 工作模式6表示列车全为制 动， 储能能参与消纳； 3)牵引+制动工作状态 根据列车功率情况， 该牵引+制动工作状态下包括有整体牵引状态或整体制动 状态， 如 下式(4)： 所述整体牵引状态下包括有四种工作模式， 如下式(5)： 式中： 工作模式7表示光伏与再生制动能量充足， 储能不能参与消纳； 工作模式8表示光 伏与再生制动能量充足， 储能能参与消纳； 工作模式9表示光伏与再生制动能量不足， 储能 能补充放电； 工作模式10表示 光伏再生制动能量 不足， 储能不能补充放电； 所述整体制动状态下包括有两种工作模块， 如下式(6)： 式中： 工作模式11表示列车整体为制动状态， 储能不能参与消纳； 工作模式12表示列车 整体为制动状态， 储能 能参与消纳。 5.根据权利要求4所述的轨道交通 “网‑源‑储‑车”协同的实时能源管控方法， 其特征在 于： 根据“网‑源‑储‑车”协同供电系统运行机制， 在牵引+牵引工作状态下， 其不同工作模式 下各单元可控量的参 考功率分别如下： 1)工作模式1： 光伏发电充足， 储能系统不能参与消纳； Pb1*＝Pb2*＝0； Pr_1*＝Ptrain1； Pr_2*＝Ptrain2； Pess*＝0； Ppv*＝Pr_1*+Pr_2*； 2)工作模式2： 光伏发电充足， 储能系统能参与消纳； 若Ptrain1+Ptrain2≤Ppv＜Ptrain1+Ptrain2+Pe_max； 则Pb1*＝Pb2*＝0； Pr_1*＝Ptrain1； Pr_2*＝ Ptrain2； Pess*＝Ppv‑Pr_1*‑Pr_2*； Ppv*＝Ppv； 若Ptrain1+Ptrain2+Pe_max≤Ppv； 则Pb1*＝Pb2*＝0； Pr_1*＝Ptrain1； Pr_2*＝Ptrain2； Pess*＝Pe_max； Ppv*＝Pr_1*+Pr_2*+Pess*； 3)工作模式3： 光伏发电不足， 储能 能补充放电； 若Ppv＜Ptrain1+Ptrain2＜Ppv+Pe_max； 则Pb1*＝Pb2*＝0； Pr_1*＝Ptrain1； Pr_2*＝Ptrain2； Pess*＝ Pr_1*+Pr_2*‑Ppv； Ppv*＝Ppv； 若Ppv+Pe_max≤Ptrain1+Ptrain2； 则Pr_1*＝Pr_2*＝(Ppv+Pe_max)/2； Pb1*＝Ptrain1‑Pr_1*； Pb2*＝ Ptrain2‑Pr_2*； Pess*＝Pe_max； Ppv*＝Ppv；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115528681 A 3