[实用新型]超级电容线路储能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能管理控制领域，尤其涉及一种自动监控和调整列车线路电网对超级电容储能系统。

背景技术

随着轨道交通和智能电网的不断发展，提高轨道交通的能源利用效率与更智能稳定的电网已成为必然趋势。目前，国内地铁列车制动时产生的电能，一部分被沿线车辆设备吸收使用，而另一部分则是通过制动电阻发热的形式进行消耗，或者通过机械制动（地铁列车中没有制动电阻）摩擦消耗。这样，大量可再生能量以发热的方式白白浪费，同时还造成接触网网压剧烈波动，进而对牵引供电电网构成巨大压力。国外对储能式列车再生制动电能研究应用系统主要有西门子公司的SITRAS SES和庞巴迪公司的MITRAC Energy Saver，价格都非常昂贵。国内目前没有成熟的列车制动能量回收再生系统，本公司属于国内第一批自主研发设计厂商。引进国外产品不仅价格高昂而且技术封闭，对长期的维护更新造成困难。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种超级电容线路储能系统，能够回收利用列车制动电能，稳定接触网网压。

本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种超级电容线路储能系统，包括信号输入装置、变流控制装置及储能装置；所述信号输入装置用于向变流控制装置输入信号，控制变流控制装置的启动/关闭；所述变流控制装置包括主控模块及与主控模块电连接的双向DC-DC变换模块，所述主控模块用于采集外部电网电压信号及储能装置的电压信号，对电网电压及储能装置电压所在电压区间进行分析，以及根据分析结果向双向DC-DC变换模块发送充电/放电控制指令；所述双向DC-DC变换模块根据充电/放电指令向储能装置发送电流调整信号，使储能装置充电/放电；所述储能装置与双向DC-DC变换模块电连接，用于储存/释放电能。

其中，所述储能装置为超级电容。

在一方案中，所述主控模块包括电网电压采样电路、电容电压采样电路、MCU控制电路及串口通信电路，所述电网电压采样电路及电容电压采样电路分别与MCU控制电路电连接；所述MCU控制电路与串口通信电路电连接，并通过串口通信电路与双向DC-DC变换模块电连接。

其中，所述主控模块包括电网电压采样电路、电容电压采样电路及MCU控制电路，所述电网电压采样电路及电容电压采样电路分别与MCU控制电路电连接；所述MCU控制电路与双向DC-DC变换模块电连接。

其中，所述主控模块还包括串口通信电路，所述信号输入装置及储能装置通过串口通信电路与输入信号检测电路电连接。

其中，所述主控模块还包括输出指令驱动电路，所述输出指令驱动电路的输入端与MCU控制电路电连接，其输出端与双向DC-DC变换模块的输入端电连接。

其中，所述主控模块还包括温度采样电路，所述温度采样电路的输出端与输入信号检测电路的第三输入端电连接。

其中，所述电流调整信号为PWM脉冲信号。

本实用新型的有益技术效果是：区别于现有技术中列车制动过程中的一部分电能以热量的方式消耗，引起的接触网网压剧烈波动的问题，本实用新型提供了一种超级电容线路储能系统，主要采用变流控制装置和储能装置，通过变流控制装置能够对制动电能中以热量形式消耗的电能进行管理，当线路储能系统处于正常工作模式时，线路储能系统对采集的列车线路电网电压和储能装置电压信号进行逻辑处理后，通过对双向DC-DC变换模块发送电流调整信号，从而使储能装置充电或放电；当电网电压值高于电压信号当线路储能系统处于故障模式时，通过对双向DC-DC变换模块发送禁止充电命令或者置零的电流调整信号，禁止储能装置充电或者放电动作。本实用新型通过主控模块及双向DC-DC变换模块控制储能装置进行充电/放电或者停止充电/放电，能够合理利用电能资源，并且能够有效降低接触网网压剧烈波动，达到稳定接触网网压的效果。

附图说明

图1为本实用新型超级电容线路储能系统结构框图；

图2为本实用新型主控模块的电路模块结构框图；

图3为本实用新型超级电容线路储能系统控制方案状态转换图；

图4为本实用新型超级电容线路储能系统控制方案原理框图；

图5为本实用新型超级电容线路储能系统工作流程示意图；

图6为本实用新型超级电容线路储能系统运行的稳态实验波形图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。