[发明专利]一种地铁用混合储能系统

摘要

本发明提供了一种地铁用混合储能系统，通过结合锂电池高比能量和超级电容器高比功率的特点，综合考虑了地铁高峰、平峰运行时段、以及牵引网电压区间等因素的影响，得到了地铁回馈电能在锂电池组和超级电容器组之间的优化分配策略和混合储能系统的容量设计方法。本发明在保证牵引网电压处于安全范围的前提下，能够合理分配电池组和超级电容器组的功率/能量，有效提高了地铁回馈电能的回收效率；同时降低了锂电池组所需承担的功率上限，可以减少锂电池组并联容量和系统成本。

主权项

1.一种地铁用混合储能系统，其特征在于：包括锂电池组、超级电容器组、第一双向DC/DC变换器、第二双向DC/DC变换器和协同控制器；所述第一双向DC/DC变换器的低压侧连接锂电池组，高压侧连接于直流牵引网两端；所述第二双向DC/DC变换器的低压侧连接超级电容器组，高压侧连接于直流牵引网两端；所述协同控制器的检测输入端连接锂电池组、超级电容器组和直流牵引网，控制输出端连接第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器；所述协同控制器通过检测直流牵引网电压Ugrid、锂电池组荷电状态SOCbat、超级电容器组荷电状态SOCsc，结合地铁车辆运行时段，按照控制策略，对所述第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器的启停进行控制：在高峰运行时段：若地铁车辆制动并导致直流牵引网电压上升，根据检测的Ugrid实时值，先采用超级电容器组吸收回馈电能，若Ugrid继续上升，再增加锂电池组吸收回馈电能；在平峰运行时段：若地铁车辆制动并导致直流牵引网电压超过设定阈值，同时启动锂电池组和超级电容器组吸收回馈电能，并根据Ugrid实时值对锂电池组充电倍率进行调整；在地铁车辆处于启动或者加速阶段时：若直流牵引网电压下降，锂电池组和超级电容器组释放能量提供电压补偿。