一种HXD2型电力机车节能优化方法与流程

本发明属于hxd2型电力机车网络控制系统领域，涉及一种hxd2型电力机车节能优化方法。

背景技术：

1、目前hxd2型电力机车在全国各个机务段配属1000多台车，已成为主要牵引机型。hxd2型机车主要由网络控制系统、牵引控制系统、辅助系统、制动系统等组成。其中辅助系统由辅助变流系统、充电机、辅助负载、辅助控制单元(acu)及相应的控制电路等组成，而acu是辅助系统的核心控制单元，用于控制与管理由辅助变流器及其他电气设备构成的辅助供电系统。acu可控制辅助变流器工作于变频变压vvvf方式或定频定压cvcf方式，通过mvb总线与mpu交换数据信息。

2、每列hxd2型电力机车由a、b节组成，其中每节车有两个辅助变流器，分别为辅助变流器1和辅助变流器2。辅助变流器1为定频(cvcf)输出，为泵类、充电器、取暖及生活设施等不需要变频功能的负载供电，输出为ac380v(50hz)。辅助变流器2为变频(vvvf)输出，为风机类需要变频功能的负载供电，变频等级分为0hz、190v(25hz)、304v(40hz)和380v(50hz)4级。辅助变流器2的工作频率由机车的中央控制单元(mpu)进行控制，在不同季节，辅助变流器2的工作频率会有所不同。

3、目前，没有一种能够自动设置辅助变流器2工作频率的设备工具，技术执行一般是通过季节设置辅助变流器2的工作频率。

4、根据机务段防寒管理要求，hxd2型电力机车在每年3月至11月运行模式设置为夏季模式，11月至次年3月运行模式设置为冬季模式。冬夏季模式需要在机车司机室显示屏进行手动设置。在不同模式下，辅助变流器2的工作频率有所不同。

5、由于我国领土面积大，不同地区的温度会有所差异，且hxd2型电力机车遍布全国各地，在现有hxd2型电力机车运行模式下，由于控制不严谨、合理性不足，造成夏季模式工作月份较长、耗电严重。根据机车实际使用情况发现，中间站停车时，在夏季控制模式下，机车用电量达90度。

6、hxd2型电力机车辅助系统主要是给机车牵引风机、冷却塔风机等辅助设施供电，其中定频负载部分可优化空间不大，而变频负载部分可以根据季节及机车运行工况状态，对牵引风机、冷却塔风机、机械间风机的功率进行调节，具有较大优化空间。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供本发明采用的技术方案是：一种hxd2型电力机车节能优化方法，包括以下步骤：

2、获取电力机车的运行时间段、运行区段、运行区间内地区的冬夏模式转换时间及不同电力机车变频负载的主要功能参数；

3、基于获取的电力机车的运行时间段、运行区段、运行区间内地区的冬夏模式转换时间及电力机车变频负载的主要功能参数，分别根据不同电力机车频的负载判据，调节不同电力机车变频负载的运行功率。

4、进一步地，所述不同电力机车变频负载包括：方向手柄、主变压器、主变流器和牵引电机。

5、进一步地：所述方向手柄判据为：

6、当方向手柄的方向为零位时，且当电力机车运行的季节模式为冬季时，调整方向手柄的运行频率为0hz；

7、当方向手柄的方向为零位时，且当电力机车运行的季节模式为夏季时，调整方向手柄的运行频率为25hz；

8、当方向手柄的方向为非零位时，且当方向手柄所在级位≤3级时，调整方向手柄的运行频率为40hz，直至方向手柄的方向为零位时，以40hz继续运行2min；

9、当方向手柄的方向为非零位时，且当方向手柄所在级位＞3级时，调整方向手柄的运行频率为50hz，直至方向手柄的方向为零位时，以50hz继续运行2min。

10、进一步地：所述主变压器的判据为：

11、当主变压器的油温≤40℃时，调整主变压器的运行频率为0hz；

12、当50℃＞主变压器的油温＞40℃时，且当主变压器的油温为从40℃开始逐渐上升而得时，调整主变压器的运行频率为0hz；

13、当50℃＞主变压器的油温＞40℃时，且当主变压器的油温为从50℃开始逐渐下降而得时，调整主变压器的运行频率为25hz；

14、当70℃＞主变压器的油温≥50℃时，且当电力机车运行的季节模式为冬季时，调整主变压器的运行频率为25hz；

15、当70℃＞主变压器的油温≥50℃时，且当电力机车运行的季节模式为夏季时，调整主变压器的运行频率为40hz；

16、当主变压器的油温≥70℃时,调整主变压器的运行频率为70hz。

17、进一步地：所述主变流器的判据为：

18、当主变流器的温度≤30℃时，调整主变压器的运行频率为0hz；

19、当40℃＞主变压器的油温＞30℃时，且当主变压器的油温为从30℃开始逐渐上升而得时，调整主变压器的运行频率为0hz；

20、当40℃＞主变压器的油温＞30℃时，且当主变压器的油温为从40℃开始逐渐下降而得时，调整主变压器的运行频率为25hz；

21、当50℃＞主变流器的温度≥40℃时，且当电力机车运行的季节模式为冬季时，调整主变压器的运行频率为25hz；

22、当50℃＞主变流器的温度≥40℃时，且当电力机车运行的季节模式为夏季时，调整主变压器的运行频率为40hz；

23、当主变流器的温度≥50℃时，调整主变压器的运行频率为50hz。

24、进一步地：所述牵引机的判据为：

25、所述牵引机的判据为：

26、当牵引机的温度≤70℃时，调整牵引机的运行频率为0hz；

27、当80℃＞牵引机的油温＞70℃时，且当牵引机的油温为从70℃开始逐渐上升而得时，调整牵引机的运行频率为0hz；

28、当80℃＞牵引机的油温＞70℃时，且当牵引机的油温为从80℃开始逐渐下降而得时，调整牵引机的运行频率为25hz；

29、当150℃＞牵引机的温度≥80℃时，且当电力机车运行的季节模式为冬季时，调整牵引机的运行频率为25hz；

30、当150℃＞牵引机的温度≥80℃时，且当电力机车运行的季节模式为夏季时，调整牵引机的运行频率为40hz；

31、当牵引机的温度≥150℃时，调整牵引机的运行频率为50hz。

32、进一步地：所述运行区间内不同地区的冬夏模式转换时间由电力机车所运行区段沿线历史环境温度进行检索、汇总，根据沿线各地区每天的温度变化规律，确定冬夏模式转换时间。

33、一种hxd2型电力机车节能优化装置，包括：

34、获取模块：用于获取电力机车的运行时间段、运行区段、运行区间内不同地区的冬夏模式转换时间及不同电力机车变频负载的主要功能参数；

35、调节模块：用于基于获取的电力机车的运行时间段、运行区段、运行区间内不同地区的冬夏模式转换时间及不同电力机车变频负载的主要功能参数，分别根据不同电力机车频的负载判据，调节不同电力机车变频负载的运行功率。

36、一种hxd2型电力机车节能优化系统，包括下载工具、以太网接口、mpu及显示屏；

37、通过所述下载工具将一种hxd2型电力机车节能优化方法通过太网接口连接至mpu；

38、在所述mpu中运行权利要求1-7所述的一种hxd2型电力机车节能优化方法，

39、所述显示屏接收所述mpu的运行结果，对对运行结果进行显示。

40、本发明提供的一种hxd2型电力机车节能优化方法，目的是确定合理的冬夏模式控制策略，将hxd2型电力机车的冬夏季模式由手动设置方式，修改为按时间轴进行控制的自动方式，并设置修改权限。实现机车能够根据时间轴、级位信息、温度等信息实现冬夏季模式自动切换，从而避免手动切换带来的不便；通过设定软件访问权限，防止受到外部攻击，导致机车运用过程中误切换冬夏季模式；当机车所处低纬度地区温度偏高、在停车状态下牵引电机不工作、变流器发热较低，可降低牵引风机、冷却塔风机的功率甚至关闭，以达到节省能耗、降低噪音的目的。该方法还能实现根据时间轴、级位信息、温度等信息实现冬夏季模式自动切换，从而避免手动切换带来的不便；需设定软件访问权限，防止受到外部攻击，导致机车运用过程中误切换冬夏季模式。