[发明专利]城轨列车再生能量综合利用系统及其控制方法有效
| 申请号： | 201910110699.X | 申请日： | 2019-02-12 |
| 公开（公告）号： | CN109649222B | 公开（公告）日： | 2021-05-28 |
| 发明（设计）人： | 徐凯;袁浩轩;何立兰;周颖 | 申请（专利权）人： | 重庆交通大学 |
| 主分类号： | B60M3/00 | 分类号： | B60M3/00;B60M3/06;H02J7/34;H02J7/35;H02J7/00;H02J7/14 |
| 代理公司： | 重庆乾乙律师事务所 50235 | 代理人： | 侯懋琪;李剑锋 |
| 地址： | 402247 重*** | 国省代码： | 重庆;50 |
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| 摘要： | 本发明提供了一种城轨列车再生能量综合利用系统，包括直流母线和超级电容储能单元，其特征在于：还包括光伏发电储能系统和协调控制模块。光伏发电装置开始发电时，协调控制模块控制剩余容量较小的蓄电池组吸收光伏发电电能并储存，与光伏发电装置连接的蓄电池组与直流母线断开连接；协调控制模块控制剩余容量较大的蓄电池组与直流母线连接为列车运行提供能量，并参与对列车制动能量的再生利用，与直流母线连接的蓄电池组与光伏发电装置断开连接。采用本发明的系统及控制方法，即能对光伏发电电能和列车制动再生能量进行综合利用，有效降低列车运营成本，还不会对交流电网直流母线的稳定性和可靠性造成不良影响，从而保证城轨列车的正常运行。 | ||
| 搜索关键词： | 列车 再生 能量 综合利用 系统 及其 控制 方法 | ||
【主权项】：
1.一种城轨列车再生能量综合利用系统，包括城轨列车接触网的直流母线(12)和超级电容储能单元；所述超级电容储能单元包括超级电容器组(11)和第一DC/DC双向变换器(10)，所述第一DC/DC双向变换器(10)的高压侧与所述直流母线(12)连接，所述第一DC/DC双向变换器(10)的低压侧与超级电容器组(11)连接，其特征在于：还包括光伏发电储能系统和协调控制模块；所述光伏发电储能系统包括光伏发电装置(1)、逆变器(13)、DC/DC变换器(2)、第二DC/DC双向变换器(9)、2个开关组、2个蓄电池组(4、5)和2个荷电检测单元(6、7)；所述DC/DC变换器(2)与光伏发电装置(1)连接；所述2个蓄电池组(4、5)均通过第一开关组(3)与DC/DC变换器(2)连接；2个蓄电池组(4、5)均通过第二开关组(8)与第二DC/DC双向变换器(9)的低压侧连接，2个蓄电池组(4、5)均通过第二开关组(8)与逆变器(13)的直流侧连接；第二DC/DC双向变换器(9)的高压侧与所述直流母线(12)连接；逆变器(13)的交流侧与城轨列车牵引变电站的用电设备(14)连接；所述2个荷电检测单元(6、7)分别与2个蓄电池组(4、5)连接，用于分别检测2个蓄电池组(4、5)的剩余容量；所述光伏发电装置(1)用于将光能转化为电能输出；所述DC/DC变换器(2)用于将光伏发电装置(1)输出的电能传输给蓄电池组充电；所述第一DC/DC双向变换器(10)用于实现超级电容器组(11)与直流母线(12)间的能量流动；所述第二DC/DC双向变换器(9)用于实现蓄电池组与直流母线(12)间的能量流动；所述逆变器(13)能将蓄电池组输出的直流电逆变成交流电，供城轨列车牵引变电站内的用电设备(14)使用；所述第一开关组(3)能分别控制2个蓄电池组(4、5)与DC/DC变换器(2)的连接状态；所述第二开关组(8)能分别控制2个蓄电池组(4、5)与第二DC/DC双向变换器(9)的连接状态；所述第二开关组(8)能分别控制2个蓄电池组(4、5)与逆变器(13)的连接状态；所述连接状态包括连通和断开；所述协调控制模块存储有直流母线(12)的上限电压值和下限电压值数据；协调控制模块还能对输入数据或信号进行处理并输出相应的控制信号；协调控制模块的输入数据或信号包括：光伏发电装置(1)的工作状态信号、直流母线(12)实际电压、2个蓄电池组(4、5)的剩余容量、超级电容器组(11)的剩余容量、列车运行模式信号、列车的瞬时牵引功率和瞬时制动功率；协调控制模块的输出信号包括：2个开关组的控制信号、DC/DC变换器(2)的控制信号、2个DC/DC双向变换器的控制信号、逆变器(13)的控制信号；所述光伏发电装置(1)的工作状态包括发电状态和停机状态；所述列车运行模式包括制动、牵引、巡航和惰行。
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- 本发明公开了一种轨道交通供电系统及其控制方法，该供电系统包括控制子系统和多个供电区间，相邻两供电区间之间连接有第一开关单元，每个供电区间用于给多个车站供电；供电区间包括：变电所，用于对交流市电进行降压和整流处理；直流环网，直流环网与变电所的输出端连接；供配电站，用于将直流环网的电能提供给直流负载；至少一个直流电源，各直流电源对应一个供电子区间，用于给至少一个车站供电，相邻两供电子区间之间连接有第二开关单元；控制子系统用于对第一开关单元、变电所、供配电站、直流电源和第二开关单元中的至少一个进行控制。该供电系统能够降低电压等级，减少设备数量及设备体积，降低设备投资，提高电能利用率和供电可靠性。
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- 李群湛;解绍锋;曹广河;郭锴;周志成;赵艺;李亚楠;陈民武;易东 - 西南交通大学
- 2017-03-16 - 2023-05-05 - B60M3/00
- 本发明提供了一种电气化铁路分区所连通供电构造，属于交流电气化铁路供电技术领域。变电站S
- 轨道交通应用氢能、综合能源融合轨道交通供电的方法、设备和仿真-202210460710.7
- 请求不公布姓名 - 陈建明
- 2022-04-28 - 2023-04-28 - B60M3/00
- 本发明轨道交通应用氢能、综合能源融合轨道交通供电的方法、设备和仿真，提出通过分布式电站、或扩展为综合能源站、或扩展为智慧能源站，向轨道交通系统供电，如牵引供电，动力供电如车站供电、沿线动力设备、铁路数据服务器中心、调度中心等对供电要求较高场所供电，同时提供充换电服务、热暖冷三联供等，实现能源高效使用。
- 轨道交通系统低排放可靠的供电方法、设备和系统-202210643311.4
- 请求不公布姓名 - 陈建明
- 2022-06-09 - 2023-04-28 - B60M3/00
- 本发明轨道交通系统低排放可靠的供电方法、设备和系统，属于轨道交通领域，具体涉及可再生能源包括氢能发电技术应用于轨道交通系统包括无轨电车和磁悬浮列车系统等供电系统，融入储能实现稳定供电和吸纳过剩可再生能源，优化能源结构。
- 一种电气化铁路双流制牵引供电系统与控制方法-202111382691.2
- 解绍锋;黄大锐;刘骆川;李群湛;吴波;易东;郭锴;黄小红;张丽艳;张丽 - 西南交通大学
- 2021-11-22 - 2023-04-25 - B60M3/00
- 本发明公开了一种电气化铁路双流制牵引供电系统与控制方法，涉及电气化铁路供电技术领域。包括双流制牵引变电所DCS内的三相高压母线HB、牵引变压器TT、同相补偿装置CPD、交流母线AB、直流母线DB、测控系统MCS；牵引变压器TT的次边并接于交流母线AB上，交直交变流器ADA的直流侧并接于直流母线DB上，为列车提供所需功率，实现了交流和直流的同所供电；测控系统MCS由电压互感器VT、电压变送器VD、电流互感器CT、分流器RW和控制器CD构成，其可以计算出交流负荷功率和直流负荷功率，并将产生的负序功率与三相高压母线负序允许量对比，实时控制变流器的输出功率，对电气化铁路所产生的负序进行补偿，使补偿后的负序满足补偿目标要求。
- 一种双源动车组过分相列供保持及牵引平稳性控制方法-202211562276.X
- 魏宏;刘斯嘉;范雅辉;修少鹏;董骏骐;张东坡;梁松茂;杜焱森;李源伟;鲁渝玲 - 中车大连机车车辆有限公司
- 2022-12-07 - 2023-04-18 - B60M3/00
- 本发明公开了一种双源动车组过分相列供平稳控制方法，包括：双源分置式动车组过分相时，获取内燃动力开关的状态，若闭合，柴油机转速为n
- 一种中压柔性直流牵引供电系统及其控制方法-201711425550.8
- 胡海涛;杨孝伟;葛银波;何正友 - 西南交通大学
- 2017-12-25 - 2023-04-18 - B60M3/00
- 本发明公开了一种中压柔性直流牵引供电系统及其控制方法。牵引供电系统包括一个以上牵引变电所；牵引变电所包括依次相连的三相降压变压器、三相电抗器、电压源换流器和第一直流母线；三相降压变压器的输入端连接到三相电网，电压源换流器输出端的正极和负极分别连接到第一直流母线的正极和负极，第一直流母线的正极和负极分别通过馈线和回流线连接到接触网和钢轨。本发明的有益效果是，能够极大地改善系统的电能质量，彻底取消电分相环节，实现整个牵引网贯通供电。除此之外，该系统还可增大单个牵引变电所的供电距离、实现铁路沿线可再生能源、机车再生制动能量的有效利用。
- 一种电缆贯通供电系统接触网短路分段保护方法-202210246702.2
- 张丽艳;罗博;郑兴;王凡;李澳 - 西南交通大学
- 2022-03-14 - 2023-04-07 - B60M3/00
- 本发明公开了一种电缆贯通供电系统接触网短路分段保护方法，在接触网的每个牵引变压器处进行分段并设置为牵引所，牵引所包括牵引变压器、馈线电流互感器、馈线断路器，相邻的两个牵引所构成一个分段回路，每个分段装设一个故障分量测控单元，对应分段的电流互感器次边与故障分量测控单元的输入端相连，故障分量测控单元的输出端与牵引所的断路器控制端相连，各故障分量测控单元通过传输网络与调度室相连。本发明通过故障分量电流瞬时采样值构成接触网纵差电流分段保护，能够准确切除接触网故障分段回路而非故障分段回路继续运行，将故障范围降到最低，并且该方法不受负荷电流和接触网分布电容的影响，同时也提高了允许过渡电阻的能力。
- 一种电气化铁路交直流牵引供电构造及控制方法-202210440695.X
- 解绍锋;徐茵茹;李群湛;黄小红;张丽艳;张丽;易东 - 西南交通大学
- 2022-04-21 - 2023-04-07 - B60M3/00
- 本发明公开了一种电气化铁路交直流牵引供电构造及控制方法，涉及电气化铁路供电技术领域。包括静止无功发生器能够同时为采用交流制式或直流制式的列车提供运行功率，实现同一个牵引变电所内交流牵引供电系统和直流牵引供电系统并存；测控系统MCS由电压互感器PT、电流互感器CT、电压变送器VD、分流器RW和控制器CD构成，通过测量电压、电流参数，计算出交流母线负荷功率和直流母线负荷功率，并将交流母线负序功率与三相高压母线负序允许量进行比较，实时控制静止无功发生器的输出功率，对交流牵引供电系统机车负荷所产生的负序功率进行补偿，使三相高压母线侧负序满足要求。
- 一种轨道交通变流器控制方法及系统-202310002518.8
- 詹亚曙 - 阳光电源（南京）有限公司
- 2023-01-03 - 2023-03-31 - B60M3/00
- 本申请公开了一种轨道交通变流器控制方法及系统，应用于轨道交通系统，轨道交通系统包括：多个牵引变电所；每个牵引变电所包括至少一个变流器；方法包括：通过通信网络至少获取列车的位置信息和运行状态信息；列车为第n‑1牵引变电所与第n+1牵引变电所之间的所有列车；第n‑1牵引变电所和第n+1牵引变电所为第n牵引变电所左侧和右侧距离最近的牵引变电所；第n牵引变电所为任一牵引变电所；根据列车的位置信息和运行状态信息，获得第n牵引变电所对应的斜率影响值；根据斜率影响值，调整对应的变流器的输出特性曲线。本申请能够根据列车的位置信息和运行状态信息实时调整变流器的输出特性曲线，实现协调控制，优化功率分配。
- 一种高速磁浮供电系统-202111117511.8
- 温建民;汪自成;吴杰;刘元立;孟玺;车锐坚 - 中铁第四勘察设计院集团有限公司
- 2021-09-23 - 2023-03-24 - B60M3/00
- 本发明提供的一种高速磁浮供电系统，主变电所之间依次通过中压环网连接，主变电所的输出端引出第一干线与第二干线接入另一主变电所的输出端构成双环网结构；牵引变电所包括第一牵引变电所和/或第二牵引变电所。通过双环网结构的中压环网连接各个主变电所，保证牵引变电所进线电源可靠性；当牵引变电所附近外部电源点丰富且工程实施较易时，工程新建主变电所，牵引变电所由主变电所引入电源；当外部电源条件较差时，牵引变电所可由中压环网接引两路电源，通过优化中压环网结构，利用中压环网作为牵引牵引变电所进线电源接引方式，可有效的减少外部电源和主变电所工程的需求，节省工程投资、降低建设成本。
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