計(jì)及線路條件和行車(chē)操縱的HXD1 型電力機(jī)車(chē)能耗評(píng)估

杜振軍，劉文海，許根才，劉 君，楊三軍，李 喆

0 引言

重載鐵路由于其運(yùn)能大、效率高、運(yùn)輸成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)，承擔(dān)著我國(guó)貨物運(yùn)輸?shù)闹厝蝃1]。隨著運(yùn)量的逐年增大，重載鐵路的能耗問(wèn)題日益突出[2]。為了積極響應(yīng)國(guó)家“雙碳”政策，作為電力系統(tǒng)中的用電大戶(hù)，重載鐵路節(jié)能降耗迫在眉睫。節(jié)能降耗的關(guān)鍵在于掌握重載鐵路牽引供電系統(tǒng)的能耗分布情況，尤其是電力機(jī)車(chē)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷需求，即電力機(jī)車(chē)的能耗特性。

針對(duì)電力機(jī)車(chē)能耗問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究主要提出了3 類(lèi)方法：基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析方法、基于仿真建模的分析方法、基于牽引計(jì)算的分析方法。

小學(xué)語(yǔ)文教師在問(wèn)題設(shè)置時(shí)要做好兩方面準(zhǔn)備，既要對(duì)教材內(nèi)容非常熟悉，也要了解學(xué)生的實(shí)際情況。小學(xué)學(xué)生的知識(shí)水平和理解能力是不一樣的，在教學(xué)過(guò)程問(wèn)題的設(shè)置要符合大眾化要求，做好難度調(diào)節(jié)，避免只為尖子生設(shè)置問(wèn)題的教學(xué)方式。

基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析方法通過(guò)在電力機(jī)車(chē)關(guān)鍵位置（如受電弓、牽引變流器等）安裝能耗監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力機(jī)車(chē)在區(qū)間運(yùn)行過(guò)程中有功/無(wú)功功率趨勢(shì)，進(jìn)而評(píng)估電力機(jī)車(chē)的能耗特性[3-6]。該類(lèi)方法依賴(lài)于較成熟的能耗監(jiān)測(cè)裝置，精確性較高，但由于儀器安裝位置固定，僅能評(píng)估待監(jiān)測(cè)電力機(jī)車(chē)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的電能消耗特性，難以評(píng)估電力機(jī)車(chē)在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中包含克服運(yùn)行阻力等非電氣環(huán)節(jié)的總體能耗特性。

通過(guò)線下門(mén)店及傳統(tǒng)媒介，過(guò)去的奢侈腕表品牌總是很難跳出已有的圈子和腕表愛(ài)好者們，打破以往的營(yíng)銷(xiāo)套路和人群，或?qū)槠放茙?lái)新的生機(jī)，這也是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代為品牌帶來(lái)的機(jī)遇。在中國(guó)，越來(lái)越多的奢侈品牌在做數(shù)字營(yíng)銷(xiāo)時(shí)首選了投放微信廣告。目前，微信用戶(hù)年齡主要集中在15-40歲，一線城市用戶(hù)滲透率高達(dá)93%。

電力機(jī)車(chē)的運(yùn)行過(guò)程可以等效為電力機(jī)車(chē)在不同坡段內(nèi)的牽引計(jì)算過(guò)程，在每個(gè)坡段內(nèi)，電力機(jī)車(chē)根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行速度與坡段目標(biāo)速度的關(guān)系，將在牽引、制動(dòng)以及惰行工況間切換。不同工況的主要區(qū)別在于機(jī)車(chē)受力不同，如式（8）所示，詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程可參考文獻(xiàn)[19]。

基于牽引計(jì)算的建模方法根據(jù)電力機(jī)車(chē)的牽引/制動(dòng)特性建立電力機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)的受力方程和運(yùn)動(dòng)方程，并應(yīng)用瞬時(shí)功率方程計(jì)算電力機(jī)車(chē)輪軌處的實(shí)時(shí)功率。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合牽引傳動(dòng)系統(tǒng)各能量傳遞/轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的傳輸效率，推導(dǎo)機(jī)車(chē)受電弓處的實(shí)時(shí)有功功率，進(jìn)而評(píng)估電力機(jī)車(chē)在整個(gè)運(yùn)行區(qū)間的能耗特性[10-12]。該方法從電力機(jī)車(chē)的運(yùn)行機(jī)理出發(fā)，充分考慮線路條件和行車(chē)操縱對(duì)機(jī)車(chē)能耗的影響，但牽引計(jì)算時(shí)將電力機(jī)車(chē)看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，僅適用于長(zhǎng)度較短的電力機(jī)車(chē)車(chē)型，對(duì)于整車(chē)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的重載鐵路貨運(yùn)機(jī)車(chē)，其精確性較差。

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外在電力機(jī)車(chē)能耗評(píng)估方面已經(jīng)取得了豐碩的研究成果，但針對(duì)車(chē)身較長(zhǎng)的重載鐵路電力機(jī)車(chē)能耗評(píng)估方面尚有不足。本文提出一種基于牽引計(jì)算的重載鐵路電力機(jī)車(chē)能耗評(píng)估方法：首先從牽引計(jì)算的機(jī)理出發(fā)，充分考慮機(jī)車(chē)長(zhǎng)度對(duì)牽引計(jì)算的影響，并結(jié)合線路條件及行車(chē)操縱方式，求解電力機(jī)車(chē)的實(shí)時(shí)功率特性；然后分析電力機(jī)車(chē)輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的能耗特性，給出相應(yīng)的能耗計(jì)算方法；最后以HXD1型電力機(jī)車(chē)為例，仿真分析其動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中的能耗特性以驗(yàn)證研究方法的可行性。

1 電力機(jī)車(chē)牽引計(jì)算

牽引計(jì)算的核心思想是通過(guò)分析電力機(jī)車(chē)的運(yùn)行過(guò)程，求解機(jī)車(chē)的實(shí)時(shí)受力、位移、速度、加速度。

1.1 受力分析

圖1 為貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)在區(qū)間運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)受力示意圖。

有旅游界的朋友告訴我，中國(guó)有三大古遺址不能不去，即西安秦始皇陵兵馬俑遺址、西安東郊半坡村遺址和大冶銅綠山古銅礦遺址。

圖1 貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)受力分析示意圖

機(jī)車(chē)在區(qū)間運(yùn)行過(guò)程中主要受牽引力/制動(dòng)力（再生制動(dòng)力、空氣制動(dòng)力）、基本運(yùn)行阻力和附加阻力（包括坡道阻力、曲線阻力和隧道阻力）作用，其合力[13-14]可表示為

以貨運(yùn)機(jī)車(chē)同時(shí)處于4 個(gè)坡段為例進(jìn)行說(shuō)明，由于基本阻力僅與機(jī)車(chē)型號(hào)以及運(yùn)行速度有關(guān)，因此不同分段的主要區(qū)別為附加阻力不同，需要根據(jù)每個(gè)分段的線路條件單獨(dú)求解后再求和，即機(jī)車(chē)所受合力為

其中，列車(chē)牽引力可由式（2）所示的牽引特性曲線求解，再生制動(dòng)力可由式（3）所示的再生制動(dòng)特性曲線求解。當(dāng)列車(chē)進(jìn)行進(jìn)站制動(dòng)時(shí)，所需的空氣制動(dòng)力可由式（4）所示的減速度特性求解。列車(chē)的基本運(yùn)行阻力及附加運(yùn)行阻力可由式（5）所示的經(jīng)驗(yàn)公式求解。

式中：F0、Fd分別為HXD1型機(jī)車(chē)牽引動(dòng)力、再生制動(dòng)力；B(v)為列車(chē)制動(dòng)力特性；M為列車(chē)車(chē)頭、貨廂及貨物的總重量；a(v)為減速度特性；W0(v)基本阻力特性；Fk為空氣制動(dòng)力；A、B、C為基本阻力系數(shù)，與機(jī)車(chē)型號(hào)有關(guān)；ωi、ωr、ωs分別為單位坡道、曲線、隧道附加阻力；i為坡度千分?jǐn)?shù)；K為計(jì)算常數(shù)，常取600；R為曲線半徑，m；Ls為隧道路段長(zhǎng)度，m。

式中：f0為單位牽引力，N/kN；ω0為單位基本運(yùn)行阻力，N/kN；ωj為單位附加運(yùn)行阻力，N/kN；b為單位制動(dòng)力，N/kN；g為重力加速度，N/kg；P頭、P箱、G分別為車(chē)頭自重、貨廂自重、載貨重量，t。

式中：n1、n2、n3分別為截至坡段1、2、3 的車(chē)廂數(shù)；N為總車(chē)廂數(shù)。

原物權(quán)人是以權(quán)利受侵害方的地位出現(xiàn)在善意取得關(guān)系中，無(wú)權(quán)處分人未經(jīng)同意處分了原物權(quán)人的財(cái)產(chǎn)，原物權(quán)人因善意取得制度而喪失物權(quán)。標(biāo)的物的物權(quán)能否認(rèn)為是從原物權(quán)人處取得，就需要對(duì)其進(jìn)行邏輯分析。

1.2 運(yùn)動(dòng)分析

根據(jù)動(dòng)能定理，機(jī)車(chē)的單位合力c、加速度a、速度v、位移s之間的關(guān)系如式（7）所示[13，15]：

準(zhǔn)時(shí)制（JIT)，可概括為“任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何事情”，都可以及時(shí)解決和處理，以達(dá)到零時(shí)間、零距離的高效作業(yè)模式。審批平臺(tái)可以引入此理論在審批業(yè)務(wù)流程的設(shè)計(jì)和模型的架構(gòu)當(dāng)中，以實(shí)現(xiàn)審批的高效、便捷。具體JIT模式的優(yōu)勢(shì)見(jiàn)圖1。

式中：j為第j次計(jì)算實(shí)時(shí)參數(shù)；Δt為計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)；γ為機(jī)車(chē)車(chē)輛回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)，取0.06。

1.3 電力機(jī)車(chē)牽引計(jì)算

在實(shí)際運(yùn)行中，機(jī)車(chē)需遵循一定的牽引控制策略，牽引控制策略規(guī)定電力機(jī)車(chē)在不同運(yùn)行速度下的運(yùn)行工況以及牽引力/制動(dòng)力的出力情況，保證電力機(jī)車(chē)安全、平穩(wěn)、快速運(yùn)行[16]。常用的控制策略有恒速控制策略和準(zhǔn)恒速控制策略2 種[17-18]，兩者在牽引計(jì)算中的原理相同，僅改變了不同工況下相應(yīng)力的大小。

基于仿真建模的分析方法根據(jù)電力機(jī)車(chē)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在相應(yīng)的仿真平臺(tái)（如MATLAB/Simulink、PSCAD 等）搭建完整的仿真分析模型，模擬電力機(jī)車(chē)在不同運(yùn)行場(chǎng)景下的動(dòng)態(tài)能耗特性[7-9]。該類(lèi)方法能夠較好表征電力機(jī)車(chē)的能耗特性，但是計(jì)算量大，難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間尺度的仿真分析，且無(wú)法充分考慮線路條件對(duì)機(jī)車(chē)能耗的影響。

2 計(jì)及線路條件的電力機(jī)車(chē)能耗分析

式中：Δ代表T，C，I，M，G。

圖2 電力機(jī)車(chē)能量耗散示意圖

2.1 電力機(jī)車(chē)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)

同時(shí)，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)將共享維修站采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于云端，而區(qū)塊鏈技術(shù)本身的防篡改、可追溯等特點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)確權(quán)提供了可能性。即數(shù)據(jù)可面向需求者，創(chuàng)造出更多的新應(yīng)用。而數(shù)據(jù)提供及參與者，將在數(shù)據(jù)被使用后拿到相應(yīng)的利益回報(bào)。此開(kāi)放性舉措的提出與落實(shí)，相信對(duì)于汽車(chē)行業(yè)乃至整個(gè)消費(fèi)行業(yè)來(lái)說(shuō)，都將具有革新性的意義。

圖3 HXD1 型電力機(jī)車(chē)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化示意圖

2.2 電力機(jī)車(chē)動(dòng)態(tài)負(fù)荷建模

由第1 節(jié)的電力機(jī)車(chē)牽引計(jì)算可以求解出機(jī)車(chē)的實(shí)時(shí)運(yùn)行速度和受力情況，根據(jù)瞬時(shí)功率方程，計(jì)算求解電力機(jī)車(chē)輪軌處的輸出功率[15]：

根據(jù)能量流動(dòng)特性，在牽引傳動(dòng)系統(tǒng)各部分傳輸效率已知的情況下，可以求解出牽引網(wǎng)側(cè)的功率情況[15]。牽引、制動(dòng)、惰行工況下的求解方程為

式中：Pnet(t)、Qnet(t)分別為電力機(jī)車(chē)處牽引網(wǎng)側(cè)實(shí)時(shí)有功、無(wú)功功率；η為各設(shè)備的傳輸效率，下標(biāo)T、C、I、M、G 分別為車(chē)載牽引變壓器、整流器、逆變器、牽引電機(jī)、變速箱；paux(t)為輔助負(fù)載的有功功率；φ為功率因數(shù)角。

電力機(jī)車(chē)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型即為機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中牽引網(wǎng)側(cè)需求/反饋的功率情況。

2.3 電力機(jī)車(chē)能耗分析

牽引傳動(dòng)系統(tǒng)各設(shè)備的能耗特性可表示為輸入該設(shè)備的功率與其效率的關(guān)系式：

牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能耗為系統(tǒng)中各設(shè)備的能耗之和，除輔助負(fù)載，其余設(shè)備能耗可由牽引功率及傳輸效率求解，輔助系統(tǒng)的能耗評(píng)估需求解出其實(shí)時(shí)有功功率。由于輔助負(fù)載通常工作于額定功率附近，可通過(guò)擬合的方式近似得到其功率曲線，如式（12）所示[20]：

式中：PF為概率。

由輔助負(fù)載的功率擬合曲線，即可求得其在運(yùn)行過(guò)程中的能耗：

要計(jì)算生產(chǎn)、消費(fèi)和進(jìn)出口的要素含量，需要獲得各行業(yè)生產(chǎn)的要素投入量。各行業(yè)的要素投入量既包括直接投入的要素，也包括間接的要素投入，即生產(chǎn)中間投入所需的要素。

2.3.1 牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能耗

圖2 為電力機(jī)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中能量耗散示意圖，包含牽引傳動(dòng)和輪軌驅(qū)動(dòng)2 個(gè)子系統(tǒng)。電力機(jī)車(chē)通過(guò)受電弓從牽引供電網(wǎng)絡(luò)取電，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)車(chē)載變壓器、牽引變流器、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和齒輪箱等裝置將從牽引供電網(wǎng)絡(luò)獲取的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以牽引力/制動(dòng)力的形式驅(qū)動(dòng)輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)和輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)間的能量轉(zhuǎn)換與傳遞。輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將從牽引傳動(dòng)系統(tǒng)獲取的機(jī)械能用于克服機(jī)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的運(yùn)行阻力，包括基本運(yùn)行阻力、坡道附加阻力、曲線附加阻力和隧道附加阻力等，最終實(shí)現(xiàn)電力機(jī)車(chē)的加速/減速/勻速運(yùn)行。

牽引/制動(dòng)工況下能量流動(dòng)特性如圖4 所示，惰行工況下除車(chē)載變壓器外其余部分不工作。分別對(duì)機(jī)車(chē)在各工況下的能耗進(jìn)行計(jì)算，即可求得牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的總能耗EQ：

圖4 牽引/制動(dòng)工況能量流動(dòng)特性

2.3.2 輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能耗

輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗實(shí)質(zhì)是機(jī)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中各力的做功情況。通過(guò)牽引計(jì)算結(jié)果，由力的做功公式求解各力的能耗：

圖3 所示為HXD1型電力機(jī)車(chē)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[14]，車(chē)載變壓器由1 個(gè)原邊繞組、4 個(gè)獨(dú)立的次邊繞組構(gòu)成，原邊通過(guò)受電弓從接觸網(wǎng)取電，分別向連接至次邊的4 個(gè)單相四象限整流器供電，每2 個(gè)四象限整流器并聯(lián)輸出，共用1 個(gè)中間直流回路。該中間直流回路同時(shí)向2 個(gè)并聯(lián)的三相電壓型PWM 逆變器供電，其中1 個(gè)作為牽引逆變器，向一個(gè)轉(zhuǎn)向架的2 臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)供電；另1 個(gè)作為輔助逆變器，集成在主變流柜中。

式中：下標(biāo)O 代表機(jī)車(chē)運(yùn)行中各受力；EL為輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總能耗。

2.3.3 電力機(jī)車(chē)總能耗

精密稱(chēng)取穿心蓮內(nèi)酯原料藥、乳化劑及助乳化劑適量，置于錐形瓶中，于37℃水浴中溶解，振蕩混勻；加入油相，于37℃水浴中振蕩混勻，制得穿心蓮內(nèi)酯自微乳。另精密稱(chēng)取乳化劑及助乳化劑適量，置于錐形瓶中，于37℃水浴中溶解，振蕩混勻；加入油相，于37℃水浴中振蕩混勻，制得空白自微乳。

電力機(jī)車(chē)總能耗E即為牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能耗與輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能耗的總和：

Intestinal intussusception is also an uncommon cause of abdominal pain and bowel obstruction in adults and it usually generates at a malignant lead point in this age group.

3 算例分析

以HXD1型貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)為例，對(duì)上述計(jì)及線路條件和行車(chē)操縱的重載鐵路電力機(jī)車(chē)能耗評(píng)估方法的可行性進(jìn)行驗(yàn)證。

工筆花鳥(niǎo)瓷畫(huà)在繪制的時(shí)候，從第一步開(kāi)始就需要對(duì)構(gòu)圖進(jìn)行一定的規(guī)劃，這一步極為重要，是整幅作品結(jié)構(gòu)美的體現(xiàn)。在構(gòu)圖的時(shí)候，從花鳥(niǎo)的題材開(kāi)始就需要分清主次，主要的事物就需要更加凸顯，次要的事物也需要合理安排好。從位置，數(shù)量，顏色，還有形象上都需要合理的考慮。結(jié)構(gòu)美需要畫(huà)家把握好虛實(shí)，這樣創(chuàng)作出來(lái)的作品畫(huà)面才會(huì)看起來(lái)更加平衡，避免出現(xiàn)某些部分過(guò)于重某些部分過(guò)去青的情況。在結(jié)構(gòu)上還需要把握畫(huà)面的疏密情況，這樣出來(lái)的畫(huà)面才不至于陷入呆板的尷尬境地，會(huì)讓畫(huà)面更顯自然和生動(dòng)，畫(huà)面才更加具有美觀性。結(jié)構(gòu)布局合理，主次得當(dāng)，疏密有致的作品才能真正稱(chēng)得上工筆花鳥(niǎo)瓷畫(huà)的佳作。

平臺(tái)默認(rèn)展示24、48、72 h預(yù)報(bào)時(shí)效的海洋及臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)產(chǎn)品,將各類(lèi)客觀化的海洋及臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)果通過(guò)圖表形式展示,預(yù)報(bào)員也可根據(jù)自己需要查看特定時(shí)間段或特定臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果,為預(yù)報(bào)員的主觀訂正提供依據(jù)。平臺(tái)同時(shí)開(kāi)發(fā)了一個(gè)格點(diǎn)訂正的工具,可幫助預(yù)報(bào)員根據(jù)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果以及預(yù)報(bào)員主觀分析的綜合意見(jiàn),對(duì)大風(fēng)或海霧產(chǎn)品進(jìn)行主觀格點(diǎn)訂正,也可供預(yù)報(bào)員對(duì)其他客觀產(chǎn)品的格點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行主觀訂正。

3.1 仿真條件

所用HXD1型貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)的主要技術(shù)參數(shù)如表1 所示；所用敞車(chē)車(chē)型為C50，尺寸參數(shù)為12 500 mm×2 890 mm×2 200 mm，自重25 t，載重75 t；所用線路參數(shù)如表2 所示，包括每個(gè)坡段起止點(diǎn)公里標(biāo)、長(zhǎng)度、限速、坡度、曲線半徑、曲線方向、曲線起點(diǎn)、曲線終點(diǎn)、隧道長(zhǎng)度、隧道起點(diǎn)、隧道終點(diǎn)等。

表1 HXD1 型電力機(jī)車(chē)牽引計(jì)算參數(shù)

表2 線路參數(shù)

3.2 仿真結(jié)果

3.2.1 輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)能耗特性

圖5 所示為電力機(jī)車(chē)輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)能耗特性。從圖5（a）可以得到，任意時(shí)刻機(jī)車(chē)的動(dòng)能等于牽引/再生制動(dòng)力機(jī)械能與總運(yùn)行阻力機(jī)械能的代數(shù)和，滿(mǎn)足能量守恒定理。由圖5（b）可得到：基本阻力的能耗隨運(yùn)行阻力增加而增加，滿(mǎn)足基本阻力特性；曲線及隧道阻力只存在于某些路段，且僅消耗能量；坡道阻力在上坡時(shí)消耗能量，下坡時(shí)產(chǎn)生能量。圖6 為多質(zhì)點(diǎn)模型下輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗結(jié)果。

圖5 輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)能耗特性

圖6 多質(zhì)點(diǎn)模型輪軌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能耗結(jié)果

3.2.2 牽引傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)能耗特性

圖7 所示為牽引傳動(dòng)系統(tǒng)各設(shè)備的能耗特性。結(jié)果表明，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)各設(shè)備的有功功率隨牽引功率變化，且趨勢(shì)相同。圖8 給出了多質(zhì)點(diǎn)模型下?tīng)恳齻鲃?dòng)系統(tǒng)的能耗結(jié)果。

我曾很深地卷入“文化革命”地派系沖突中，這恐怕和我上的學(xué)校有關(guān)。我在“文化大革命”前一年考上北京四中，“文革”開(kāi)始時(shí)我上高一。北京四中是一所高干子弟最集中的學(xué)校。我剛進(jìn)校就趕到氣氛不對(duì)，那是“四清”運(yùn)動(dòng)后不久，正提倡階級(jí)路線，校內(nèi)不少干部子弟開(kāi)始張狂，自以為高人一等?！拔幕蟾锩币婚_(kāi)始，批判資產(chǎn)階級(jí)教育路線的公開(kāi)信就是四中的幾個(gè)高干子弟寫(xiě)的，后來(lái)四中一度成為“聯(lián)動(dòng)”（“聯(lián)合行動(dòng)委員會(huì)”的簡(jiǎn)稱(chēng)，一個(gè)極端的老紅衛(wèi)兵組織）的大本營(yíng)。我們也組織起來(lái)。和這些代表特權(quán)利益的高干子弟對(duì)著干。

圖7 牽引傳動(dòng)系統(tǒng)各設(shè)備的動(dòng)態(tài)能耗特性

圖8 多質(zhì)點(diǎn)模型牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能耗結(jié)果

3.3 應(yīng)用建議

上述針對(duì)重載鐵路電力機(jī)車(chē)的能耗評(píng)估方法，為分析鐵路電力機(jī)車(chē)能耗提供了一種普適性的解決方案，該方法不僅適用于長(zhǎng)度較長(zhǎng)的貨運(yùn)列車(chē)，還適用于各種其他車(chē)型的客運(yùn)列車(chē)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)機(jī)車(chē)能耗特性進(jìn)行分析，能夠?yàn)橹贫ü?jié)能措施提供相應(yīng)指導(dǎo)。通過(guò)對(duì)HXD1型貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)的動(dòng)態(tài)能耗特性進(jìn)行分析，總結(jié)出以下兩點(diǎn)建議：（1）在運(yùn)行阻力中，能耗占比最多的為基本運(yùn)行阻力，可以通過(guò)優(yōu)化機(jī)車(chē)外形結(jié)構(gòu)、速度軌跡等降低系統(tǒng)能耗；（2）優(yōu)化機(jī)車(chē)的運(yùn)行方式，盡可能減少機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中制動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以牽引計(jì)算為基礎(chǔ)，提出了一種考慮重載鐵路線路條件和行車(chē)操縱方式的電力機(jī)車(chē)能耗評(píng)估方法，以改善傳統(tǒng)牽引計(jì)算針對(duì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的重載鐵路貨運(yùn)列車(chē)精確性較差的問(wèn)題。通過(guò)仿真分析，該方法能夠有效評(píng)估電力機(jī)車(chē)的整體能耗，包括牽引傳動(dòng)系統(tǒng)部分的電能耗以及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)部分的機(jī)械能耗。

本文提出的能耗評(píng)估方法可以對(duì)不同線路條件、不同型號(hào)的電力機(jī)車(chē)進(jìn)行能耗評(píng)估，并為后續(xù)研究機(jī)車(chē)節(jié)能降耗提供參考。