中国铁路设计集团有限公司罗健获国家专利权
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龙图腾网获悉中国铁路设计集团有限公司申请的专利铁路供电系统的能量自适应调控方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120300851B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510780238.9,技术领域涉及:H02J3/28;该发明授权铁路供电系统的能量自适应调控方法及系统是由罗健;陈晨;刘继冬;董志杰;何常红;陈兴强;张涛;古晓东;王国梁;关磊;李业强;钱恺逸;常明远;赵鹏设计研发完成,并于2025-06-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本铁路供电系统的能量自适应调控方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了铁路供电系统的能量自适应调控方法及系统;实时监测铁路牵引供电系统中的再生制动能量、牵引负荷状态、能量存储装置的剩余电量状态SOC、电网电价状态;建立面向铁路供电安全的代价函数;建立三状态动态线性化数据模型,设计一种自适应调控算法;基于自适应调控算法滚动修正双向能量融通装置、能量存储装置和并网馈能装置之间的分配权重,选择能量分配路径,完成铁路牵引供电系统中再生制动能量的自适应调控;本发明提供的方法及系统能够自适应调控能量供需关系,提高供电系统的能源利用效率。
本发明授权铁路供电系统的能量自适应调控方法及系统在权利要求书中公布了:1.铁路供电系统的能量自适应调控方法,能量自适应调控的装置包括双向能量融通装置、能量存储装置、并网馈能装置,其特征在于,所述方法包括以下步骤: 步骤1:实时监测铁路牵引供电系统中的再生制动能量、牵引负荷状态、能量存储装置的剩余电量状态SOC、电网电价状态; 步骤2:建立面向铁路供电安全的代价函数,用作确定所述双向能量融通装置、能量存储装置和并网馈能装置之间的能量分配权重的约束条件; 步骤3:建立包含牵引负荷状态、能量存储装置的剩余电量状态SOC、电网电价状态的三状态动态线性化数据模型,所述三状态动态线性化数据模型包含伪梯度矩阵;基于所述三状态动态线性化数据模型,设计一种自适应调控算法,所述自适应调控算法包含自适应增益矩阵;基于所述三状态动态线性化数据模型,设计所述伪梯度矩阵、自适应增益矩阵的估计算法; 其中,自适应调控算法为: ; 其中,表示由构成的向量,,,分别为采样时刻双向能量融通装置、能量存储装置、并网馈能装置的能量分配权重;为采样时刻自适应增益矩阵,表示由向量构成的向量,表示的一阶后向差分,表示采样时刻牵引负荷状态、能量存储装置的剩余电量状态SOC、电网电价状态的误差向量,,为可调时间窗口参数;为增益系数;为能量分配函数向量; 步骤4:基于所述自适应调控算法滚动修正所述双向能量融通装置、能量存储装置和并网馈能装置之间的能量分配权重,基于分配权重,选择能量分配路径;若不为0,优先执行路径一;若路径一未完全消纳能量且不为0,执行路径二;若仍有剩余能量且不为0,执行路径三; 基于所述动态线性化数据模型,设计所述自适应增益矩阵的估计算法为: ; 其中,为采样时刻自适应增益矩阵,,为常数,为一步前向微分,且,为采样时刻的伪梯度矩阵,为一步前向误差,为三状态动态线性化数据模型;表示由,,构成的向量;,,分别表示采样时刻的牵引负荷状态值、能量存储装置的剩余电量状态SOC值、电网电价状态值;表示由,,构成的向量;,,分别表示采样时刻的牵引负荷状态设定值、能量存储装置的剩余电量状态SOC设定值、电网电价状态设定值;表示由向量构成的向量,表示采样时刻牵引负荷状态、能量存储装置的剩余电量状态SOC、电网电价状态的误差向量,表示的一阶后向差分,,为可调时间窗口参数;表示由,,构成的向量;,,分别表示采样时刻的牵引负荷状态设定值、能量存储装置的剩余电量状态SOC设定值、电网电价状态设定值;表示由,,构成的向量;,,分别表示采样时刻的牵引负荷状态值、能量存储装置的剩余电量状态SOC值、电网电价状态值;表示的一阶后向差分,表示由构成的向量,,,分别为采样时刻双向能量融通装置、能量存储装置、并网馈能装置的能量分配权重; 基于所述动态线性化数据模型,设计所述伪梯度矩阵的估计算法,优化目标为,其中符号表示最小化函数关于变量取值,且代价函数最小化作为约束条件: ; 其中,为采样时刻的伪梯度矩阵,表示的一阶后向差分,表示由,,构成的向量;,,分别表示采样时刻的牵引负荷状态值、能量存储装置的剩余电量状态SOC值、电网电价状态值;表示的一阶后向差分,表示由,,构成的向量,,,分别为采样时刻双向能量融通装置、能量存储装置、并网馈能装置的能量分配权重;为步长因子,为惩罚因子,为二范数。
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