[发明专利]一种地铁牵引供电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及地铁牵引供电技术领域，更为具体来说，本发明为一种地铁牵引供电系统及方法。

背景技术

传统的地铁牵引供电主要有以下两种方式。

第一种，电源由中压网络10kV/35kV引入后，经过2套12脉波整流机组并联、接入接触网后为地铁车辆供电，其中每套整流机组的容量为2MW，此方式简单可靠，但是这种供电方式粗放、占地面积大、能源浪费、供电装置利用率不高。

第二种，在原有配备的2套容量2MW的12脉波整流机组的基础上，加装一套2WM中压能馈装置，在地铁车辆电制动停车时，将多余电能通过能馈装置返回给中压电网，节省电能，同时，可节省车载制动电阻和地面制动电阻，降低设备成本和安装空间，减少噪声污染。但是这种供电方式的缺点是原有2套12脉波整流机组仍然占用较大面积、供电装置利用率不高。有人想对中压能馈装置扩容，但是，受到基础元件技术瓶颈的限制，无法满足实际使用需求或设备成本过高导致经济效益不佳。

因此，获得一种占地面积小、能源利用率高的地铁牵引供电方法或者装置成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和研究的重点。

发明内容

为解决现有的地铁牵引供电方法存在的诸多问题，本发明公开了一种地铁牵引供电系统及方法，省去了整流机组，仅通过中压能馈装置和储能装置为地铁供电，从而达到减小供电系统占地面积、提高能源利用率等目的。

为实现上述的技术目的，本发明公开了一种地铁牵引供电系统，该供电系统包括中压能馈装置、DC-DC变换器、储能装置；所述中压能馈装置一端连接交流电网、另一端具有正极和负极，所述正极与接触网连接，所述负极与钢轨连接；所述DC-DC变换器分别与储能装置、接触网、钢轨连接，所述DC-DC变换器内部具有控制器。

本发明中的中压能馈装置具有供电功能，通过储能装置，突破了中压能馈装置扩容受到技术瓶颈的限制，解决了目前单一设备功能不足、单一设备容量不能满足要求等问题。

进一步地，该供电系统还包括与所述控制器连接的电流传感器，所述电流传感器串联于地铁牵引供电系统形成的供电回路中。

进一步地，所述储能装置为超级电容或其他存储电能的装置。

本发明可以是一种基于超级电容的地铁牵引供电装置,该装置与双向供电模块匹配设计,即该装置与DC/DC变换器匹配设计，可以替代现有的供电装置,实现节能减排,提高供电装置利用率。

进一步地，所述中压能馈装置包括依次串联的断路器、能馈变压器、四象限变流器，所述断路器连接交流电网，所述四象限变流器具有正极和负极，所述正极与接触网之间依次串联正极隔离柜、直流开关柜，所述负极与钢轨之间串联负极隔离柜。

本发明还公开了一种地铁牵引供电方法，该供电方法包括如下步骤，

步骤1，利用中压能馈装置为地铁供电；

步骤2，监控地铁车辆供电需求状态；

步骤3，如果中压能馈装置无法满足供电需求，则启动储能装置，使中压能馈装置和储能装置同时为地铁供电。

本发明利用中压能馈装置、储能装置为地铁车辆供电，以满足地铁在不同时段的运行需求，节省了传统的整流机组，减小了牵引供电系统的占地面积，而且储能装置仅在系统需要的时间段进行工作。

进一步地，步骤2中，通过检测供电回路中的电流值的方式监控地铁车辆供电需求状态；步骤3中，当供电回路中的电流值超过阈值时，说明中压能馈装置无法满足供电需求，则启动储能装置。

进一步地，步骤2中，通过读取机车启动信号或计轴设备检测信号的方式监控地铁车辆供电需求状态。

进一步地，该供电方法还包括如下步骤，

步骤4，当无车通过或中压能馈装置满足供电需求，且储能装置电量未充足时，利用接触网为储能装置充电。

进一步地，步骤3中，利用超级电容作为储能装置。

进一步地，步骤2中，通过电流传感器检测供电回路中的电流值；将电流传感器安装于中压能馈装置的负极回流侧或正极输出侧。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种高效、可靠、智能化的供电系统和方法，能够有效地减小供电系统的占地面积、提高能源的利用率，而且，本发明方案易实施，便于推广使用。

附图说明

图1为地铁牵引供电系统组成示意图。

图2为中压能馈装置结构组成示意图。

图3为实施例一中地铁牵引供电流程示意图。

图中，