[发明专利]车辆再生制动能量电容-逆变吸收方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆再生制动能量的吸收方法，更具体的说涉及一种车辆再生制动能量电容-逆变吸收方法。

背景技术

一般城市轨道交通车辆上设置了再生制动、电阻制动和空气制动。车辆制动时，首先采用再生制动方式，将机械能转换为电能返回到牵引网系统，如果这时没有其他车辆吸收再生制动发出的电能，车辆只能采用电阻制动的方式，将车辆再生的动能通过电阻转化为热能。车站环控专业通过隧道活塞风、车站轨顶排风和车站轨底排风，将车辆电阻制动的热量排出车站外。这种制动方式在地铁车辆上设置了制动电阻。车载制动电阻使车辆的结构复杂，自重增加。车载制动电阻自重大，在车辆启动时需要消耗电能，在车辆电阻制动时，也需要将其本身的动能转化为热能排出。

为了提高运营安全，解决车载电阻带来的上述问题，目前地铁、轻轨建设，车体上不再设置制动电阻，而采用地面制动电阻、地面逆变吸收等再生制动能量吸收方式，将设备设置在牵引变电所内，制动产生的再生电能首先通过相邻车辆吸收利用，再生能量利用不完时，通过牵引变电所设置的再生能量吸收装置来吸收再生制动产生的多余能量。这种设置方式取得了良好的效果，减轻了车辆轴重，增加了载客量，同时减少了隧道通风量。但无论制动电阻放在车体还是变电所内，其结果都是动能转化为电能，再经过电阻发热逸散掉，这与节能、环保的时代主题是相悖的，对于轨道交通运营部门也是极为不经济的一种处理方式。而逆变能量吸收方式，就是将电能回收，为其他用电负荷所用，尽管此方式节能效果明显，但其谐波大、功率因数低及损耗大。世界各轨道交通发达的国家，都在积极探讨制动能量的利用模式，国内已完成将制动能量逆变回馈至车站AC400V电网，供常规负荷使用，而在逆变容量不足时，利用电阻消耗装置作补充的方式。也在开发逆变至中压环网的地面吸收设备。

由于电容储能设备具有充放电速度快，无损耗转换，对电网无谐波影响，功率因数高等优点，但由于纯电容吸收技术占用设备空间大、电容使用寿命短等。为此，如何合理配置电容储能吸收功率和利用逆变回馈吸收给予补充是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种车辆再生制动能量电容-逆变吸收方法，既节能又环保、既减少转换损耗又提高电能质量，且能保证直流系统供电电压的相对稳定。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种车辆再生制动能量电容-逆变吸收方法，包括：

通过传感器采集供电网的第一交流电压和第一直流电压；

将所述第一交流电压与基准电压综合，确定设备投入的第一判断电压和第二判断电压；

将所述第一直流电压与所述第一判断电压进行比较，当所述直流电压大于所述第一判断电压时，投入电容储能吸收单元吸收能量；

通过传感器采集经过电容储能单元吸收后的供电网的第二直流电压；

将所述第二直流电压与所述第二判断电压进行比较，当所述第二直流电压大于所述第二判断电压时，投入逆变回馈吸收单元吸收能量。

优选地，所述将所述第一直流电压与所述第一判断电压进行比较，当所述直流电压大于所述第一判断电压时，投入电容储能吸收单元吸收能量具体为：

所述电容储能单元由DC/DC变换器、超级电容和辅助放电回路构成，根据吸收能量的大小，通过DC/DC变换器调节，实现对电容储能。

优选地，所述将所述第二直流电压与所述第二判断电压进行比较，当所述第二直流电压大于所述第二判断电压时，投入逆变回馈吸收单元吸收能量具体为：

所述逆变回馈吸收单元由逆变模块、交流滤波、交流接触器及隔离变压器构成，通过SPWM调制，实现将再生电能回馈至400V或中压环网系统。

优选地，所述方法还包括：

通过传感器采集经过电容储能单元和逆变回馈吸收单元吸收后的供电网的第三直流电压；

将所述第三直流电压与所述基准电压进行比较，当所述第三直流电压低于所述基准电压时，所述电容储能吸收单元向电网释放电能。

优选地，所述电容储能吸收单元向电网释放电能具体为：

调节所述DC/DC变换器，电容储能吸收单元向电网释放电能。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开的一种车辆再生制动能量电容-逆变吸收方法，在在再生制动工况下，能够以保证直流系统供电电压的相对稳定为核心，合理控制电容及逆变的吸收能量，提供一种既节能又环保、既减少转换损耗又提高电能质量的混合型再生制动吸收方法。

附图说明