[发明专利]采用太阳能的电动有轨列车分段供电系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力能源技术领域，特别是涉及一种采用太阳能的电动有轨列车分段供电系统及控制方法。

背景技术

随着我国高铁行业的蓬勃发展，越来越多的人选择乘坐高铁出行。但是，铁路运输在很大程度上依赖电力供应的可靠性和系统调度的安全性，例如接触网经常会由于局部漂浮物的交缠而引起短路，从而造成部分线路的瘫痪；另外，若由于列车故障或者乘客吸烟而造成列车中途停车，后续车辆如果未能及时避让，将会造成严重的安全事故，如723高铁事故。因此，电动有轨电车的安全取决于电力供应的可靠性及系统调度的安全性。目前铁路及火车供电系统主要采用三种供电方式：1、车站供电。大型车站都是将电厂或专用供电线路提供的高压电通过供电站点变压器降压至车站各种电气设备需求的压力，然后通过铁路全线的贯通供电线提供给各车站。2、电网供电配合内燃发动机带动发电机进行发电。3、高铁接触电网供电。上述三种方式中，内燃机车正处于逐渐淘汰的趋势，接触电网供电是目前的主要方式。但是，无论哪种方法，都要求全线路供电畅通，即电网时刻处于带电状态，无形中造成了巨大的浪费。

在电力能源领域，自从二十世纪六十年代以来，人类就从科学角度论证了太空太阳能发电技术的可行性，而从太空轨道往地面发射微波进行电能无线传输的概念也证实是可行的。2008年，美国和日本两国的科研人员已跨越了太空太阳能发电技术的一个重要门槛，他们在夏威夷两座相距90英里的海岛上成功实现了微波级能量的无线远距离传输，这一距离相当于从太空轨道传送能量到地面所要穿透的大气层厚度。近年来，无线电力传输的研究取得了实质性的进展，其利用无线电的手段，将电能转换成为无线电波发送出去，再通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电能。

综合上述三个问题可见，如果能够为电动有轨列车提供安全可靠的不间断电源、同时绝对杜绝追尾事故发生，将会大大提升铁路运输的竞争能力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种采用太阳能的电动有轨列车分段供电系统及控制方法。

为了达到上述目的本发明提供的采用太阳能的电动有轨列车分段供电系统包括控制端和接收端，所述的控制端包括多个太空太阳能电站、多个电力发射器和多个定位控制器，其中太空太阳能电站为设有太阳能电站的地球静止卫星，并且其上设有控制装置；电力发射器和定位控制器设置于太空太阳能电站上，并且太空太阳能电站与电力发射器和定位控制器5相连接；所述的接收端包括多个电力接收器、多组高容量蓄电池和多个定位信息发射器，其中电力接收器设置于电动有轨列车走行分段区间两端的供电塔顶部，并与输电线相连，高容量蓄电池和定位信息发射器分别设置于电动有轨列车的内部和顶部，且高容量蓄电池为定位信息发射器供电。

所述的定位控制器和定位信息发射器以无线方式连接；电力发射器以无线方式向电力接收器传输能量。

如图3所示，本发明提供的采用太阳能的电动有轨列车分段供电系统的控制方法包括按顺序执行的下列步骤：

1)判断列车是否启动的S1阶段：在此阶段中，控制端上的定位控制器与接收端上的定位信息发射器进行信息交换，以确认电动有轨列车的位置及是否将执行运输任务，如果判断结果为“是”，则进入S3阶段；否则进入S2阶段；

2)系统空闲的S2阶段：在此阶段中，系统待机30秒，然后进入S1阶段的入口；

3)无线能量输送，开通起始供电区间电力供应的S3阶段：在此阶段中，控制端上的太空太阳能电站根据定位控制器接收到的定位信息发射器上传的坐标信息向相应起始供电区间两端的电力接收器供电，且在两台电力接收器间形成电压差，并通过输电线为电动有轨列车输出电能，然后进入S4阶段；

4)计算列车坐标的S4阶段：在此阶段中，定位控制器根据定位信息发射器上传的信息，动态计算出电动有轨列车的坐标，然后进入S5阶段；

5)判断是否进入下一供电区间的S5阶段：在此阶段中，定位控制器5将判断电动有轨列车是否接近下一供电区间，如果判断结果为“是”，则进入S6阶段；否返回S3阶段，持续为电动有轨列车所在供电区间供电；

6)判断是否将进入其他列车供电区间的S6阶段：在此阶段中，定位控制器将比对同一线路上其他列车定位信息发射器反馈的位置信息，以判断本电动有轨列车将要行进到的下一供电区间内是否存在其它电动有轨列车，如果判断结果为“是”，表明两辆电动有轨列车的安全距离不够，则进入S7阶段；否则进入S8阶段；