(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 202211495967.2 (22)申请日 2022.11.28 (71)申请人 中铁电气化局集团有限公司 地址 100036 北京市丰台区丰台路口139号 202室 (72)发明人 周启斌　孙明新　伍开洋　张玉平　 李曌宇　艾广宁　刘啸辰　李小明　 王冠　李建明　马洪亮　王鹏展　 李久　 (74)专利代理 机构 北京市恒有知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11576 专利代理师 郭文浩　尹文会 (51)Int.Cl. H02J 3/06(2006.01) H02J 3/38(2006.01)G06N 3/00(2006.01) B60M 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种适用 于环形高速铁路的多源互联式协 同牵引供电系统 (57)摘要 本发明涉及高铁供电技术领域， 公开了一种 适用于环形高速铁路的多源互联式协同牵引 供 电系统， 包括牵引变电站基于拓扑优化算法确定 与其连接的至少两个一级变电站； 改变了传统的 沿着铁路沿线建设220kv一级变电站 的模式， 利 用坐标进行拓扑优化设计， 充分利用既有的一级 变电站， 提高了连接结构 的合理性， 降低了新建 成本， 在不显著提高建设成本的前提下， 提高了 供电系统的抗波动性能； 基于粒子群优化算法来 确定牵引变电站向所连接的各一级变电站取电 的比例， 可以基于历史数据， 包括电压波动等参 数， 获得最佳分配比例， 避免了依据经验值进行 取电分配时可能出现的人工误差 。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115549103 A 2022.12.30 CN 115549103 A 1.一种适用于环形高速铁路的多源互联式协同牵引供电系统， 其特征在于， 具有一级 变电站和牵引变电站， 所述牵引变电站与至少 两个一级变电站连接， 所述牵引变电站基于 拓扑优化 算法确定与其连接的至少两个一级变电站； 所述一级变电站建立序列{Si(Ai,Bi,Ci)}， 所述牵引变电站建立序列{Qj(aj,bj,cj)}， 由 一级变电站至牵引变电站的拓扑路径包括节点序列{Pk(dk,ek,fk)} ,所述拓扑优化算法满 足以下公式： 公式 （1） ： 公式 （2） ： 公式 （3） ： 其中， Si表示自始发站的第i个一级变电站， Qj表示自始发站的第j个牵引变电站， Pk表 示由一级变电站至牵引变电站的一条拓扑路径上的第k  个节点， (Ai,Bi,Ci)、 (aj,bj,cj)和 (dk,ek,fk)分别为坐标参数； 表示任意一级变电站和牵引变电站之际的拓扑路径； 表示所述拓扑路径中的长度最小值； 表示所有一级变电站至 第j个牵引变电站的最短路径的递增排序， m和l分别表示 一级变电站和节点的总数。 2.根据权利要求1所述的一种适用于环形高速铁路的多源互联式协同牵引供电系统， 其特征在于： 基于所述拓扑优化算法， 选取至任一牵引变电站的路径最短的两个或多个一 级变电站作为该牵引变电站的供电源， 对该牵引变电站进行双源供电或多源供电。 3.根据权利要求2所述的一种适用于环形高速铁路的多源互联式协同牵引供电系统， 其特征在于： 所述 一级变电站为2 20kv变电站， 所述牵引变电站为27.5kv变电站。 4.根据权利要求3所述的一种适用于环形高速铁路的多源互联式协同牵引供电系统， 其特征在于： 所述牵引变电站按比例向与其连接的多个一级变电站的取电， 取电比例 ， 且 。 5.根据权利要求4所述的一种适用于环形高速铁路的多源互联式协同牵引供电系统， 其特征在于： 所述取电比例 根据粒子群优化 算法确定 。 6.根据权利要求5所述的一种适用于环形高速铁路的多源互联式协同牵引供电系统， 其特征在于： 所述粒子群优化 算法包括以下步骤： 构建取电比例的初始数学模型， 确定约束条件 ， 确定粒子群中每 个粒子的初始位置、 速度和适应度； 更新各粒子的速度和位置， 比较粒子群中各粒子的适应 度， 找出局部最优值的粒子位置和全局 最优值的粒子位置； 所述更新各粒子的速度和位置 的计算公式如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115549103 A 2公式 （4） ： 公式 （5） ： 式中， t表示迭代 代数； 表示微粒 经过的历史最 好位置； 是当前粒子群搜索到的最 好位置， 也称为全局最 好位置； C1与C2为学习因子， 在0~2间取值； 与 是在[0,1]上的两个相互独立的随机数； 为粒子的初始速度； 为粒子最佳速度； 为粒子的初始 距离； 为粒子的最佳距离； 为速度修正系数， 表示当前粒子在各维度上的速度修正， 所述速度修正 向量为人工赋值或各 粒子在每 个维度上的速度平均值系数； 表示向量 点乘； 终止条件： 达 到指定迭代次数或最优位置满足最小适应阈值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115549103 A 3