在上述背景下，本文展开对牵引变电所功率均衡的研究。本文的研究内容主要涉及：直流供电系统建模、直流供电系统仿真、基于时刻表优化的功率均衡研究。地铁直流供电计算是开展地铁供电系统设计的基础和依据，供电系统的主要电气参数、供电设备的性能指标要求，供电方案的可行性和合理性等都需要通过供电计算来确定。基于停站时间优化的功率均衡研究在地铁直流供电系统计算的基础上，通过对制动馈能的再利用以实现牵引变电所能量输出峰值的降低，从而为其功率均衡提供指导意义。本文对地铁进行建模，并对理想模型进行仿真以验证遗传算法的可行性，最终拓展到南京地铁一号线的简化模型仿真优化。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 地铁直流供电系统仿真计算

1.2.2 基于停站时间优化的功率均衡研究

1.3 本文的主要研究内容及方法

论文第一章的绪论部分首先介绍了课题的研究背景及意义。包括当今国内外对于列车运行过程及牵引供电系统仿真的研究现况、主要的仿真手段等，为全文的研究做好准备。

论文第二章对地铁直流牵引系统各组件进行简化分析，建立时变电网络系统模型，并阐述了模型仿真的算法逻辑。

论文第三章首先阐述了遗传算法的数学原理。之后，本章利用遗传算法对地铁停站时间进行优化以达到牵引变电所的功率均衡，并采用两种方法对简化理想模型进行优化，从而验证了算法的真确性。在利用遗传算法对停站时间进行优化时，需要选择适应度函数，即对功率均衡的物理评判标准做出选择，现在国内对于功率平衡的概念还没有一个公认的评判标准，常用的评判方法有如下几种：1）图表法，绘制出指定变电站输出的功率-时间曲线，观察曲线，以曲线的波动程度评价功率均衡，图标法的观察太不精确，一般只能用作于分析，而不能应用于算法；2）峰值限定法，对于需要计算变电站规定一个定值，变电所运行时，对超出规定功率的时间段进行累计，本方法认为累计时间短的运行情况功率输出更均衡；3）平均值法，计算一段时间内变电站输出功率的平均值，对于相同的运行情况下，平均输出功率越小的系统出现极大峰值的概率越小，平均值法是峰值限定法的衍生方法[22][23]；4）方差法，方差作为反映数据离散度的数学模型，可以更直观的反映功率是否均衡。对变电站输出的功率-时间曲线进行节点采样，对采样数据进行数学计算，因计算量庞大，本方法一般不被采用。以上几种方法是用于反映某一个变电所的功率均衡问题，若要反映系统中几个变电站的功率是否均衡，常采取比值法，即对几个变电所的平均功率取比值，比值越接近1，表示系统中变电所之间的功率分配越均衡。这就是所谓的“削峰填谷”。文献综述

本文选取平均值法作为功率均衡的评判依据。这是处于精确和方便计算的考虑，对于已经仿真完毕的系统而言，求取变电站输出功率的平均值极为方便。而峰值限定法涉及峰值选取的问题，若选取的限定值不合适或者选取的限定值无法进行评判（出现等值情况），则需要调节限定值，再重新开始计算。由此可见，峰值限定法的计算量比均值法更大，故舍弃峰值限定法，选取均值法作为本文算法的目标函数。 

在此基础上论文第四章在第三章的基础上对一号线截取一小段简化模型，利用遗传算法对其停站时间进行优化，得出牵引变电所供电平衡的停站时间优化方案。计算表明采用该方法切实有效，可以为牵引变电所功率均衡研究提供指导。