CN115675191B - 一种车地联控能量管理方法、***、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种车地联控能量管理方法、***、设备及存储介质，应用于轨道交通技术领域，包括：在当前站台是列车的前、后站台时，与列车进行数据交互；每当接收到列车发送的列车状态信息时，基于当前接收到的列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线；基于站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的站台端电压变化曲线，应用本申请的方案，通过车地联控能量管理，可以进行站台输出端电压的主动控制调整，实现能量流动的最优化，保障能量在前、后站台间的均衡分配，降低损耗，也保障了列车母线电压的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种车地联控能量管理方法、***、设备及存储介质。
背景技术
目前的车地联控技术，都是围绕车地联控相关的具体通信技术进行展开。
在一些地铁，城轨等列车中，是由站台提供直流电，从而实现列车的牵引，并且站台还有能量回收功能，即列车在制动时，由于电机转动的能量会使得母线电压抬升，因此可以使用连接母线的电阻进行耗电，与此同时，母线能量可以回馈至站台的储能装置。
而在目前的方案中，在列车牵引时，由当前距离列车最近的2个站台提供直流电能，即列车前、后这2个站台向列车提供直流电能，这2个站台的输出端电压相同，均为预设的固定值。相应的，在列车制动时，也是由当前距离列车最近的2个站台接收列车回馈的能量实现储能，在此过程中这2个站台的输出端电压也相同，均为预设的固定值。
采用站台输出端电压为固定值的设计，虽然程序设计上较为简单方便，但是由于列车行驶过程中，与前、后2个站台的距离不断变化，使得在很多情况下，列车牵引时所需能量是由1个站台提供的，不利于及时消耗另一站台存储的电能，相应的，列车制动时回馈的能量主要流入某1个站台，不利于另1个站台的储能，这样便不利于能量的均衡流动，会增大线路损耗和电阻耗电损耗，也不利于保障站台的使用寿命。此外，当列车调整工况时，例如加大制动/牵引级位时，也容易出现母线电压的波动，需要较长时间才能恢复。
综上所述，如何进行站台输出端电压的有效控制，降低能量损耗和电阻耗电损耗，保障列车母线电压的稳定性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车地联控能量管理方法、***、设备及存储介质，以进行站台输出端电压的有效控制，降低能量损耗和电阻耗电损耗，保障列车母线电压的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种车地联控能量管理方法，应用于每个站台中，包括：
在当前站台是列车车头方向上距离车头最近的站台，或者是列车车尾方向上距离车尾最近的站台时，与所述列车进行数据交互；
每当接收到列车发送的列车状态信息时，基于当前接收到的所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线；
基于所述站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得所述混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的所述站台端电压变化曲线。
优选的，所述基于当前接收到的所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线，包括：
基于当前接收到的所述列车状态信息，确定出列车当前工况；
当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），列车输电端口的直流电流I dc ，以及列车的功率需求曲线P in （t）；
根据U dc （t）=f 1（S（t），I dc ，P in （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）；
当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），列车输电端口的直流电流I dc ，以及列车的功率释放曲线P out （t）；
根据U dc （t）=f 2（S（t），I dc ，P out （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）；
其中，f 1为设定的第一函数，f 2为设定的第二函数，在所述第一函数f 1中，S（t）与U dc （t）呈正相关，I dc 与U dc （t）呈正相关，P in （t）与U dc （t）呈正相关；在所述第二函数f 2中，S（t）与U dc （t）呈正相关，I dc 与U dc （t）呈正相关，P out （t）与U dc （t）呈正相关；t为时刻，每当接收到列车发送的列车状态信息时，t=0。
优选的，当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），包括：
当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于站台自身当前与所述列车的距离，所述列车状态信息中的当前车速、牵引级位、列车载重，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t）；
相应的，当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），包括：
当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于站台自身当前与所述列车的距离，所述列车状态信息中的当前车速、制动级位、列车载重，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t）。
优选的，所述列车状态信息中还包括车载电阻耗能启动电压值a；
相应的，在根据U dc （t）=f 2（S（t），I dc ，P out （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）之后，还包括：
将所述站台端电压变化曲线U dc （t）中的大于所述车载电阻耗能启动电压值a的数值均替换为a-b；
其中，b为预设参数值且b≥0。
优选的，基于所述站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得所述混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的所述站台端电压变化曲线，包括：
在列车为牵引工况时，基于所述站台端电压变化曲线，控制站台的混合储能装置中的供电装置以及能量吸收供给装置的端电压，以使得所述供电装置的端电压的变化，以及所述能量吸收供给装置的端电压的变化均符合当前更新出的所述站台端电压变化曲线；
在列车为制动工况时，基于所述站台端电压变化曲线，控制站台的混合储能装置中的能量吸收供给装置的端电压，以使得所述能量吸收供给装置的端电压的变化符合当前更新出的所述站台端电压变化曲线。
优选的，还包括：
对站台的混合储能装置在第一时长内的总输出电能和总输入电能进行统计并记录。
优选的，还包括：
在任一站台的混合储能装置在第一时长内的总输出电能超出预设的第一范围，和/或任一站台的混合储能装置在第一时长内的总输入电能超出预设的第二范围时，输出携带有站台编号的提示信息至控制中心。
一种车地联控能量管理***，应用于每个站台中，包括：
数据交互模块，用于在当前站台是列车车头方向上距离车头最近的站台，或者是列车车尾方向上距离车尾最近的站台时，与所述列车进行数据交互；
站台端电压变化曲线更新模块，用于每当接收到列车发送的列车状态信息时，基于当前接收到的所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线；
执行模块，用于基于所述站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得所述混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的所述站台端电压变化曲线。
一种车地联控能量管理设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上述所述的车地联控能量管理方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的车地联控能量管理方法的步骤。
应用本发明实施例所提供的技术方案，站台输出端电压并不是固定值，而是可以基于车地联控进行站台输出端电压的主动调整，实现能量的合理供给和合理吸收。
具体的，本申请的车地联控能量管理方法可以应用于每个站台中，当某1个站台为列车车头方向上距离车头最近的站台，或者是列车车尾方向上距离车尾最近的站台时，说明该站台当前需要与列车进行能量交互，而本申请通过车地联控能量管理，保障能量流动的最优化。也即在此过程中，列车的前、后这2个站台都需要与列车进行数据交互。每当某个站台接收到列车发送的列车状态信息时，该站台会基于当前接收到的列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线。
可以看出，确定出的站台端电压变化曲线，考虑到了列车状态的不同，以及由于列车行驶而导致的距离变化，换而言之，站台端电压变化曲线是用于稳定列车母线电压的曲线，因此说明站台端电压的变化是合适的，也即站台端电压变化曲线，起到了预测站台未来所需要的端电压数值的效果，有利于实现能量流动的最优化，在牵引时供给能量/制动时释放能量时，均能够在列车的前、后站台之间均衡分配能量，因此有利于降低能量损耗和电阻耗电损耗。并且由于通过对站台端电压进行主动调整，稳定了列车母线电压，因此也不会出现传统方案中的容易导致母线电压波动需要较长时间才能恢复的情况，即有利于保障列车母线电压的稳定性。当然，更新出了用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线之后，便可以基于站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的站台端电压变化曲线。
综上所述，本申请通过车地联控能量管理，可以进行站台输出端电压的主动控制调整，有利于实现能量流动的最优化，保障能量在前、后站台间的均衡分配，降低了能量损耗和电阻耗电损耗，也保障了列车母线电压的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种车地联控能量管理方法的实施流程图；
图2a为本发明中一种具体实施方式中列车牵引工况下的能量传递示意图；
图2b为本发明中一种具体实施方式中列车制动工况下的能量传递示意图；
图3为本发明中一种车地联控能量管理***的结构示意图；
图4为本发明中一种车地联控能量管理设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种车地联控能量管理方法，通过车地联控能量管理，可以进行站台输出端电压的主动控制调整，有利于实现能量流动的最优化，保障能量在前、后站台间的均衡分配，降低了能量损耗和电阻耗电损耗，也保障了列车母线电压的稳定性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明中一种车地联控能量管理方法的实施流程图，该车地联控能量管理方法可以应用于每个站台中，可以包括以下步骤：
步骤S101：在当前站台是列车车头方向上距离车头最近的站台，或者是列车车尾方向上距离车尾最近的站台时，与列车进行数据交互。
具体的，本申请的方案可以应用于每个站台中，但可以理解的是，在同一时刻，只需要2个站台来执行本申请的方案，即列车当前的前、后站台。在实际场合中，线路上通常会依次设置若干个站台，例如列车当前驶离了5号站台，驶向前方的6号站台，则在列车到达6号站台之前，便是由5号站台和6号站台来执行本申请的方案。
本申请后续的实施例中，以及图2a和图2b中，均是以上述例子中的5号站台和6号站台为例进行说明。
该例子中，由于列车当前驶离了5号站台，驶向前方的6号站台。因此，5号站台是列车车尾方向上，距离列车车尾最近的站台，而6号站台是列车车头方向上，距离列车车头最近的站台，因此，5号站台需要与列车进行数据交互，6号站台也需要与列车进行数据交互。
以6号站台为例，从列车到达5号站台开始，直到列车离开7号站台，6号站台均需要与列车进行数据交互。在实际应用中，6号站台可以是在列车到达5号站台的时刻，与列车的TCMS（Train Control and Management System，列车控制和管理***）***建立通信，也可以是在列车将要到达5号站台时便已经与列车的TCMS***建立了通信，均不影响本发明的实施，只要能够在需要6号站台执行本申请的方案时，6号站台能够有效地与列车进行数据交互，从而接收列车状态信息即可。
此外还需要说明的是，在本申请的方案中，站台与列车进行数据交互，具体所使用到的是列车发送至站台的列车状态信息，而在实际应用中，站台与列车进行的数据交互还可以包括其他内容，例如站台向列车发送控车指令实现行车控制等，本申请对此不再展开说明，
站台与列车进行数据交互，通常采用的是无线通信的方式，即站台中设置的车地无线通信装置，可以与列车的TCMS***的车地无线通信装置实现无线通信。
步骤S102：每当接收到列车发送的列车状态信息时，基于当前接收到的列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线。
以上述例子的5号站台和6号站台为例，5号站台和6号站台均可以接收到列车发送的列车状态信息。在实际应用中，列车可以周期性地发送列车状态信息，并且，如果列车出现了例如牵引级位改变，牵引工况切换为制动工况等情况，列车也可以立即进行列车状态信息的发送，即列车向站台发送列车状态信息的具体触发方式可以有多种，可以根据实际需要进行设定和调整，并不影响本发明的实施。
每当站台接收到了列车发送的列车状态信息，站台便会基于当前接收到的列车状态信息，结合站台当前与列车的距离，对站台端电压变化曲线进行更新。站台当前与列车的距离，可以通过地面设备进行确定，例如通过地面设置的列车位置检测设备来进行确定，当然，也可以由列车进行确定并发送给站台。
在列车行驶过程中，列车状态信息会不断地发生变化，站台与列车的距离也在不断变化，二者都会使得该站台“当前最合适的端电压数值”发生变化，因此，本申请的方案中，不仅仅是基于当前的列车状态信息以及该站台自身当前与列车的距离，确定出当前时刻站台端电压值，而是确定出了1条该站台的端电压变化曲线，这样可以使得该站台在没有接收到新的列车状态信息时，可以按照该站台端电压变化曲线进行站台端电压的主动、持续的调整，使得即便列车在不断运行，站台端电压也始终是“当前最合适的端电压数值”，也即站台端电压变化曲线，起到了预测站台未来所需要的端电压数值的效果。
基于当前的列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，确定出站台端电压变化曲线的具体算法设计可以根据实际需要进行设定和调整，只要能够有效地稳定列车母线电压，便可以说明确定出的站台端电压变化曲线是合适的曲线，可以实现能量流动的最优化。
步骤S103：基于站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的站台端电压变化曲线。
站台每次更新出站台端电压变化曲线之后，便可以基于当前更新出的站台端电压变化曲线，控制站台的混合储能装置的端电压，也即使得混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的站台端电压变化曲线。
在进行混合储能装置的端电压控制时，通常通过控制混合储能装置中的双向DC-DC装置实现。
由于站台中通常设置有供电装置和能量吸收供给装置，前者能够供电，后者既能够供电，又能够存储列车释放的电能，因此，在本发明的一种具体实施方式中，步骤S103可以具体包括：
在列车为牵引工况时，基于站台端电压变化曲线，控制站台的混合储能装置中的供电装置以及能量吸收供给装置的端电压，以使得供电装置的端电压的变化，以及能量吸收供给装置的端电压的变化均符合当前更新出的站台端电压变化曲线；
在列车为制动工况时，基于站台端电压变化曲线，控制站台的混合储能装置中的能量吸收供给装置的端电压，以使得能量吸收供给装置的端电压的变化符合当前更新出的站台端电压变化曲线。
可参阅图2a，为列车牵引工况下的能量传递示意图，图2a中，5号站台的混合储能装置中设置了供电装置以及能量吸收供给装置，分别标记为第5供电装置51和第5能量吸收供给装置52，在同一时刻，第5供电装置51和第5能量吸收供给装置52的端电压是一致的，且二者端电压的变化均符合5号站台当前更新出的站台端电压变化曲线。
同样的，图2a中，6号站台的混合储能装置中也设置了供电装置以及能量吸收供给装置，分别标记为第6供电装置61和第6能量吸收供给装置62，在同一时刻，第6供电装置61和第6能量吸收供给装置62的端电压是一致的，且二者端电压的变化均符合6号站台当前更新出的站台端电压变化曲线。
由于采用了本申请的方案，使得5号站台和6号站台的供能大体一致，也就利于实现能量流动的最优化，降低了能量损耗和电阻耗电损耗，也保障了列车母线电压的稳定性。
图2b则是列车制动工况下的能量传递示意图，在制动工况下，列车释放的能量可以传递给第5能量吸收供给装置52和第6能量吸收供给装置62，使得二者进行能量的存储。在列车释放能量时，5号站台和6号站台所分配到的能量也大体一致，利于实现能量流动的最优化。
在本发明的一种具体实施方式中，步骤S102中描述的基于当前接收到的列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线，可以具体包括：
基于当前接收到的列车状态信息，确定出列车当前工况；
当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），列车输电端口的直流电流I dc ，以及列车的功率需求曲线P in （t）；
根据U dc （t）=f 1（S（t），I dc ，P in （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）；
当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），列车输电端口的直流电流I dc ，以及列车的功率释放曲线P out （t）；
根据U dc （t）=f 2（S（t），I dc ，P out （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）；
其中，f 1为设定的第一函数，f 2为设定的第二函数，在第一函数f 1中，S（t）与U dc （t）呈正相关，I dc 与U dc （t）呈正相关，P in （t）与U dc （t）呈正相关；在第二函数f 2中，S（t）与U dc （t）呈正相关，I dc 与U dc （t）呈正相关，P out （t）与U dc （t）呈正相关；t为时刻，每当接收到列车发送的列车状态信息时，t=0。
以牵引工况为例进行说明，站台与列车的距离越远，输电线路的等效阻抗越大，因此为了保障列车母线电压的稳定性，站台端电压应当越高，也就是说，在第一函数f 1中，自变量S（t）与因变量U dc （t）之间呈正相关，在上文的例子中，列车从5号站台驶向6号站台，由于5号站台与列车的距离越来越远，因此5号站台端电压应当逐渐提高，相应的，由于6号站台与列车的距离越来越近，因此6号站台端电压应当逐渐降低。
列车输电端口的直流电流I dc 越大，所需要的站台端电压越高，因此，在第一函数f 1中，自变量I dc 与因变量U dc （t）之间也是呈正相关。
列车的功率需求曲线P in （t），能够有效地反映出列车当前的功率需求，以及后续的功率需求，并且列车的功率需求越大，所需要的站台端电压越高，因此，在第一函数f 1中，自变量P in （t）与因变量U dc （t）之间也是呈正相关。
在确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t）时，不仅需要考虑站台在当前时刻与列车的距离，还需要考虑列车状态信息，例如通过列车状态信息可以确定出列车当前速度，是否是匀速行驶，如果是加速行驶的话具体的加速度大小等信息，只要能够基于列车状态信息，结合站台自身当前与列车的距离，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t）即可。
列车输电端口的直流电流I dc 以及列车的功率需求曲线P in （t）；通常可以由列车自身进行确定，并且通过车地通信发送给站台，即I dc 和P in （t）会包括在列车状态信息中。当然，在部分场合中，也可以由站台设备基于列车状态信息中的相关参数，自行进行列车的功率需求曲线P in （t）的确定，并不影响本发明的实施。
t表示的是时刻，每当接收到列车发送的列车状态信息时，t=0。例如5号站台某次接收到列车发送的牵引工况下的列车状态信息时，在当前时刻，按照U dc （0）=f 1（S（0），I dc ，P in （0））所确定出的U dc （0），便是当前时刻5号站台最理想的端电压值，需要立即控制5号站台的端电压值为U dc （0）。而后续则是根据站台端电压变化曲线U dc （t），主动地调整端电压值。而当再一次接收到列车发送的列车状态信息时，t恢复为0，且会更新出新的站台端电压变化曲线U dc （t），原理与上文相同。
上文是以牵引工况为例进行说明，制动工况的原理与此相同，但由于此时列车母线是释放能量，因此第二函数f 2中的自变量是P out （t），P out （t）为功率释放曲线P out （t），数值越大，所需要的站台端电压越高，因此，在第二函数f 2中P out （t）与U dc （t）呈正相关。
第一函数f 1和第二函数f 2的具体形式可以根据实际需要进行设定，但可以理解的是，应当符合上文中的限定。此外，在实际应用中，第一函数f 1和第二函数f 2的函数形式通常是一致的，有利于方便程序设计，但函数形式中具体采用的参数值的取值可以不同。
在本发明的一种具体实施方式中，当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），包括：
当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于站台自身当前与列车的距离，列车状态信息中的当前车速、牵引级位、列车载重，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t）；
相应的，当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），包括：
当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于站台自身当前与列车的距离，列车状态信息中的当前车速、制动级位、列车载重，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t）。
在通常情况下，基于站台自身当前与列车的距离，结合列车状态信息中的携带的列车当前车速、牵引级位/制动级位，便可以有效地确定出距离曲线S（t）。而该种实施方式中，在确定出距离曲线S（t）时还考虑到了列车载重的影响，有利于提高确定出的距离曲线S（t）的准确性，也就有利于得到更为准确合理的站台端电压变化曲线U dc （t）。
在本发明的一种具体实施方式中，列车状态信息中还可以包括车载电阻耗能启动电压值a；
相应的，在根据U dc （t）=f 2（S（t），I dc ，P out （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）之后，还包括：
将站台端电压变化曲线U dc （t）中的大于车载电阻耗能启动电压值a的数值均替换为a-b；
其中，b为预设参数值且b≥0。
该种实施方式进一步的考虑到，在列车制动时，除了利用站台的储能装置进行母线释放能量的吸收之外，列车自身通常也会设置有车载电阻以消耗母线释放的能量，这样可以避免母线电压过压而损坏电路器件。图2b中便示出了车载电阻。
车载电阻耗能启动电压值a，表示的是当母线电压高于a时，会启用车载电阻以消耗母线电压的电能以避免母线电压过压。因此，该种实施方式中，考虑到应当优先让列车制动时释放的能量存储在站台设备中，而不是被车载电阻消耗，因此，如果根据U dc （t）=f 2（S（t），I dc ，P out （t））确定出的稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）中，有大于a的数值，均应当进行降低。该种实施方式中实现数值降低的具体方式是用a-b进行替换，由于b≥0，因此降低后的数值不会超过a。当然，考虑到线路阻抗的存在，b通常会设置为大于0，具体取值可以根据实际情况进行设定和调整。
在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：
对站台的混合储能装置在第一时长内的总输入电能和总输出电能进行统计并记录。
该种实施方式考虑到，由于本申请的方案可以实现能量的最优流动，也有利于保障各个站台之间供能的均衡，以及接收能量的均衡，因此，对于每个站台而言，可以对站台自身的混合储能装置在第一时长内的总输入电能和总输出电能进行统计并记录，后续工作人员便可以用历史数据实现分析。例如，某个混合储能装置在第一时长内的总输入电能经常发生过高的情况，则说明该站台的相关硬件电路或者软件程序可能出现异常，工作人员便可以进行排查。
进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：
在任一站台的混合储能装置在第一时长内的总输出电能超出预设的第一范围，和/或任一站台的混合储能装置在第一时长内的总输入电能超出预设的第二范围时，输出携带有站台编号的提示信息至控制中心。
该种实施方式中，考虑到如果某个站台的混合储能装置在第一时长内的总输出电能超出预设的第一范围，和/或总输入电能超出预设的第二范围，说明出现了较为明显的异常，可能存在故障情况，因此可以直接输出携带有站台编号的提示信息至控制中心，以便于相关工作人员可以及时进行异常情况的处理，有利于避免异常的扩大化。第一范围和第二范围的具体数值设定可以根据实际情况进行设定。
应用本发明实施例所提供的技术方案，站台输出端电压并不是固定值，而是可以基于车地联控进行站台输出端电压的主动调整，实现能量的合理供给和合理吸收。
具体的，本申请的车地联控能量管理方法可以应用于每个站台中，当某1个站台为列车车头方向上距离车头最近的站台，或者是列车车尾方向上距离车尾最近的站台时，说明该站台当前需要与列车进行能量交互，而本申请通过车地联控能量管理，保障能量流动的最优化。也即在此过程中，列车的前、后这2个站台都需要与列车进行数据交互。每当某个站台接收到列车发送的列车状态信息时，该站台会基于当前接收到的列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线。
可以看出，确定出的站台端电压变化曲线，考虑到了列车状态的不同，以及由于列车行驶而导致的距离变化，换而言之，站台端电压变化曲线是用于稳定列车母线电压的曲线，因此说明站台端电压的变化是合适的，也即站台端电压变化曲线，起到了预测站台未来所需要的端电压数值的效果，有利于实现能量流动的最优化，在牵引时供给能量/制动时释放能量时，均能够在列车的前、后站台之间均衡分配能量，因此有利于降低能量损耗和电阻耗电损耗。并且由于通过对站台端电压进行主动调整，稳定了列车母线电压，因此也不会出现传统方案中的容易导致母线电压波动需要较长时间才能恢复的情况，即有利于保障列车母线电压的稳定性。当然，更新出了用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线之后，便可以基于站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的站台端电压变化曲线。
综上所述，本申请通过车地联控能量管理，可以进行站台输出端电压的主动控制调整，有利于实现能量流动的最优化，保障能量在前、后站台间的均衡分配，降低了能量损耗和电阻耗电损耗，也保障了列车母线电压的稳定性。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种车地联控能量管理***，可与上文相互对应参照。
参见图3所示，为本发明中一种车地联控能量管理***的结构示意图，应用于每个站台中，包括：
数据交互模块301，用于在当前站台是列车车头方向上距离车头最近的站台，或者是列车车尾方向上距离车尾最近的站台时，与列车进行数据交互；
站台端电压变化曲线更新模块302，用于每当接收到列车发送的列车状态信息时，基于当前接收到的列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线；
执行模块303，用于基于站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的站台端电压变化曲线。
在本发明的一种具体实施方式中，站台端电压变化曲线更新模块302，具体用于：
每当接收到列车发送的列车状态信息时，基于当前接收到的列车状态信息，确定出列车当前工况；
当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），列车输电端口的直流电流I dc ，以及列车的功率需求曲线P in （t）；
根据U dc （t）=f 1（S（t），I dc ，P in （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）；
当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），列车输电端口的直流电流I dc ，以及列车的功率释放曲线P out （t）；
根据U dc （t）=f 2（S（t），I dc ，P out （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）；
其中，f 1为设定的第一函数，f 2为设定的第二函数，在第一函数f 1中，S（t）与U dc （t）呈正相关，I dc 与U dc （t）呈正相关，P in （t）与U dc （t）呈正相关；在第二函数f 2中，S（t）与U dc （t）呈正相关，I dc 与U dc （t）呈正相关，P out （t）与U dc （t）呈正相关；t为时刻，每当接收到列车发送的列车状态信息时，t=0。
在本发明的一种具体实施方式中，当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），包括：
当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于站台自身当前与列车的距离，列车状态信息中的当前车速、牵引级位、列车载重，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t）；
相应的，当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于列车状态信息以及站台自身当前与列车的距离，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），包括：
当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于站台自身当前与列车的距离，列车状态信息中的当前车速、制动级位、列车载重，确定出用于表示站台自身与列车的距离随时间变化的距离曲线S（t）。
在本发明的一种具体实施方式中，列车状态信息中还包括车载电阻耗能启动电压值a；
相应的，站台端电压变化曲线更新模块302在根据U dc （t）=f 2（S（t），I dc ，P out （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）之后，还用于：
将站台端电压变化曲线U dc （t）中的大于车载电阻耗能启动电压值a的数值均替换为a-b；
其中，b为预设参数值且b≥0。
在本发明的一种具体实施方式中，执行模块303具体用于：
在列车为牵引工况时，基于站台端电压变化曲线，控制站台的混合储能装置中的供电装置以及能量吸收供给装置的端电压，以使得供电装置的端电压的变化，以及能量吸收供给装置的端电压的变化均符合当前更新出的站台端电压变化曲线；
在列车为制动工况时，基于站台端电压变化曲线，控制站台的混合储能装置中的能量吸收供给装置的端电压，以使得能量吸收供给装置的端电压的变化符合当前更新出的站台端电压变化曲线。
在本发明的一种具体实施方式中，还包括统计记录模块，用于：
对站台的混合储能装置在第一时长内的总输出电能和总输入电能进行统计并记录。
在本发明的一种具体实施方式中，统计记录模块还用于：
在任一站台的混合储能装置在第一时长内的总输出电能超出预设的第一范围，和/或任一站台的混合储能装置在第一时长内的总输入电能超出预设的第二范围时，输出携带有站台编号的提示信息至控制中心。
相应于上面的方法和***实施例，本发明实施例还提供了一种车地联控能量管理设备以及一种计算机可读存储介质，可与上文相互对应参照。
可参阅图4，该车地联控能量管理设备可以包括：
存储器401，用于存储计算机程序；
处理器402，用于执行计算机程序以实现如上述任一实施例中的车地联控能量管理方法的步骤。
该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例中的车地联控能量管理方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种车地联控能量管理方法，其特征在于，应用于每个站台中，包括：
在当前站台是列车车头方向上距离车头最近的站台，或者是列车车尾方向上距离车尾最近的站台时，与所述列车进行数据交互；
每当接收到列车发送的列车状态信息时，基于当前接收到的所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线；
基于所述站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得所述混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的所述站台端电压变化曲线；
所述基于当前接收到的所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线，包括：
基于当前接收到的所述列车状态信息，确定出列车当前工况；
当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），列车输电端口的直流电流I dc ，以及列车的功率需求曲线P in （t）；
根据U dc （t）=f 1（S（t），I dc ，P in （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）；
当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），列车输电端口的直流电流I dc ，以及列车的功率释放曲线P out （t）；
根据U dc （t）=f 2（S（t），I dc ，P out （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）；
其中，f 1为设定的第一函数，f 2为设定的第二函数，在所述第一函数f 1中，S（t）与U dc （t）呈正相关，I dc 与U dc （t）呈正相关，P in （t）与U dc （t）呈正相关；在所述第二函数f 2中，S（t）与U dc （t）呈正相关，I dc 与U dc （t）呈正相关，P out （t）与U dc （t）呈正相关；t为时刻，每当接收到列车发送的列车状态信息时，t=0。
2.根据权利要求1所述的车地联控能量管理方法，其特征在于，当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），包括：
当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于站台自身当前与所述列车的距离，所述列车状态信息中的当前车速、牵引级位、列车载重，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t）；
相应的，当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），包括：
当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于站台自身当前与所述列车的距离，所述列车状态信息中的当前车速、制动级位、列车载重，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t）。
3.根据权利要求1所述的车地联控能量管理方法，其特征在于，所述列车状态信息中还包括车载电阻耗能启动电压值a；
相应的，在根据U dc （t）=f 2（S（t），I dc ，P out （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）之后，还包括：
将所述站台端电压变化曲线U dc （t）中的大于所述车载电阻耗能启动电压值a的数值均替换为a-b；
其中，b为预设参数值且b≥0。
4.根据权利要求1所述的车地联控能量管理方法，其特征在于，基于所述站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得所述混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的所述站台端电压变化曲线，包括：
在列车为牵引工况时，基于所述站台端电压变化曲线，控制站台的混合储能装置中的供电装置以及能量吸收供给装置的端电压，以使得所述供电装置的端电压的变化，以及所述能量吸收供给装置的端电压的变化均符合当前更新出的所述站台端电压变化曲线；
在列车为制动工况时，基于所述站台端电压变化曲线，控制站台的混合储能装置中的能量吸收供给装置的端电压，以使得所述能量吸收供给装置的端电压的变化符合当前更新出的所述站台端电压变化曲线。
5.根据权利要求1至4任一项所述的车地联控能量管理方法，其特征在于，还包括：
对站台的混合储能装置在第一时长内的总输出电能和总输入电能进行统计并记录。
6.根据权利要求5所述的车地联控能量管理方法，其特征在于，还包括：
在任一站台的混合储能装置在第一时长内的总输出电能超出预设的第一范围，和/或任一站台的混合储能装置在第一时长内的总输入电能超出预设的第二范围时，输出携带有站台编号的提示信息至控制中心。
7.一种车地联控能量管理***，其特征在于，应用于每个站台中，包括：
数据交互模块，用于在当前站台是列车车头方向上距离车头最近的站台，或者是列车车尾方向上距离车尾最近的站台时，与所述列车进行数据交互；
站台端电压变化曲线更新模块，用于每当接收到列车发送的列车状态信息时，基于当前接收到的所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线；
执行模块，用于基于所述站台端电压变化曲线控制站台的混合储能装置的端电压，以使得所述混合储能装置的端电压的变化符合当前更新出的所述站台端电压变化曲线；
所述基于当前接收到的所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，更新出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线，包括：
基于当前接收到的所述列车状态信息，确定出列车当前工况；
当确定出的列车当前工况为牵引工况时，基于所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），列车输电端口的直流电流I dc ，以及列车的功率需求曲线P in （t）；
根据U dc （t）=f 1（S（t），I dc ，P in （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）；
当确定出的列车当前工况为制动工况时，基于所述列车状态信息以及站台自身当前与所述列车的距离，确定出用于表示站台自身与所述列车的距离随时间变化的距离曲线S（t），列车输电端口的直流电流I dc ，以及列车的功率释放曲线P out （t）；
根据U dc （t）=f 2（S（t），I dc ，P out （t））确定出用于稳定列车母线电压的站台端电压变化曲线U dc （t）；
其中，f 1为设定的第一函数，f 2为设定的第二函数，在所述第一函数f 1中，S（t）与U dc （t）呈正相关，I dc 与U dc （t）呈正相关，P in （t）与U dc （t）呈正相关；在所述第二函数f 2中，S（t）与U dc （t）呈正相关，I dc 与U dc （t）呈正相关，P out （t）与U dc （t）呈正相关；t为时刻，每当接收到列车发送的列车状态信息时，t=0。
8.一种车地联控能量管理设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至6任一项所述的车地联控能量管理方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的车地联控能量管理方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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