[发明专利]一种城轨交通再生制动能量管控系统

说明书

本发明涉及一种城轨交通再生制动能量管控系统及其控制方法，该系统用于城轨交通牵引供电系统中再生制动能量的管控利用，所述的城轨交通牵引供电系统包括接触网和多个牵引变电站，所述的牵引变电站分别连接接触网，所述的再生制动能量管控系统包括多个用于列车制动能量长距离调度管控的旁路直流母线回路，各旁路直流母线回路分别并联于待调度区域的两个牵引变电站之间的接触网上，所述的旁路直流母线回路与所述的接触网进行能量双向流动。与现有技术相比，本发明具有可有效提升再生制动能量的利用率，抬升局部牵引网网压，具有“节能稳压”的功能。

技术领域

本发明涉及城轨交通技术领域，尤其是涉及一种城轨交通再生制动能量管控系统及其控制方法。

背景技术

城市轨道交通以其快速、安全、准时、载客容量大、污染轻等特点而成为解决大中城市交通拥堵的首选方案。随着城市轨道交通的快速发展，城轨交通已成为诸多城市基础建设的耗电大户，其节能减排问题日益突出，研究城市轨道交通系统绿色供能与节能技术，尤其是降低牵引能耗及提高再生制动能量的回收利用率的方法，对城轨交通的可持续发展具有重要的理论意义与工程价值。

文献资料分析发现，城轨交通再生制动能量管理与利用技术长期受到了工业界和学术界关注，仍是当前研究的热点和焦点。根据采用的技术路线和策略，当前城轨交通再生制动能量管理与利用技术可分为时刻表优化法、制动电阻法、逆变回馈法和储能法：时刻表优化法是城轨交通制动能量回收利用的首选方法，但实际工程易受运行条件和客运需求限制，不能保障车辆供电品质和安全；制动电阻法技术成熟可靠，但造成能源二次浪费；逆变回馈法将能量回馈到电网，具备无功补偿功能，已在国内外得到了工程应用，但其补偿牵引网电压跌落效果有限，且受限于车辆间距离；储能法能“削峰填谷”对车-网的能流曲线进行整形，储能方式有车载和地面两种模式，车载储能需要解决效益与体积、重量之间的矛盾；地面储能模式需要克服选址与配置问题。国内外在制动能量吸收利用方式中，基于制动电阻进行耗能的方式仍占较大比重。因此通过技术创新，另辟蹊径实现城轨交通牵引网再生制动能量的先进管理和高效利用具有重要的工程价值。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能实现制动能量高效管理与有效利用的城轨交通再生制动能量管控系统及其控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种城轨交通再生制动能量管控系统，用于城轨交通牵引供电系统中再生制动能量的管控利用，所述的城轨交通牵引供电系统包括接触网和多个牵引变电站，所述的牵引变电站分别连接接触网，所述的再生制动能量管控系统包括多个用于列车制动能量长距离调度管控的旁路直流母线回路，各旁路直流母线回路分别并联于待调度区域的两个牵引变电站之间的接触网上，所述的旁路直流母线回路与所述的接触网进行能量双向流动。

优选地，所述的旁路直流母线回路包括直流母线、联网开关和高压支撑电容，所述的联网开关设置两个，直流母线两端分别通过联网开关连接至所述的接触网形成并联网络，所述的联网开关为能量双向流动开关，联网开关用于直流母线和接触网的能量双向流动，所述的高压支撑电容连接所述的直流母线，高压支撑电容用于支撑直流母线电压。

优选地，所述的旁路直流母线回路还包括用于存储多余再生制动能量的储能装置，所述的储能装置连接直流母线。

优选地，所述联网开关包括用于能量从接触网向直流母线流动的第一开关支路以及用于能量从直流母线向接触网流动的第二开关支路，所述的第一开关支路和第二开关支路并联且任意一时刻最多只有一个开关支路导通。

优选地，所述的第一开关支路包括二极管，二极管阳极连接至接触网，二极管阴极连接直流母线。

优选地，所述的第二开关支路包括单向DC/DC开关电路，所述的单向DC/DC开关电路的输入端连接直流母线，输出端连接接触网。

优选地，该系统还包括能量分配控制器，所述的能量分配控制器分别连接储能装置和联网开关。