[发明专利]能量可逆型牵引变电所、方法和系统

说明书

本发明提供一种能量可逆型牵引变电所、方法和系统。该能量可逆型牵引变电所包括：四象限变流机组、控制器以及直流电流传感器。四象限变流机组分别与交流电网和直流接触网连接，直流电流传感器与四象限变流机组的直流侧连接，直流电流传感器与控制器连接，控制器与四象限变流机组连接。直流电流传感器用于测量四象限变流机组的直流侧电流，并将直流侧电流传输给控制器，控制器用于控制四象限变流机组的直流电压给定值按照特定规律随着直流侧电流的变化而变化。本发明实现多个能量可逆型牵引变电所能够共同吸收列车再生制动能量，减少对单个牵引变电所的功率冲击，提高能量利用率。

技术领域

本发明涉及轨道交通牵引供电技术领域，尤其涉及一种能量可逆型牵引变电所、方法和系统。

背景技术

城市轨道交通因安全舒适、载客量大、运行速度快、节能环保等优势日益成为解决城市拥堵问题的首选方案。因此，城市轨道交通已经在大部分地区快速发展。

图1为本发明提供的现有城市轨道交通牵引供电系统的结构示意图，如图1所示，城市轨道交通牵引供电系统包括交流电网、直流接触网及多个牵引变电所，每个牵引变电所均包括二极管整流机组，其中二极管整流机组的结构简单、性能可靠。

然而，二极管整流机组只能实现能量的单向流动。在列车牵引时，二极管整流机组工作，能够将交流电降压并整流转化为直流电，并向列车提供直流电。在列车制动时，二极管整流机组无法将列车产生的再生制动能量反馈回交流电网侧。通常，采用电阻将列车再生制动能量消耗掉，造成能量的严重浪费。

发明内容

本发明提供一种能量可逆型牵引变电所、方法和系统，以解决现有城市轨道交通牵引供电系统中列车再生制动能量在电阻上浪费的问题，同时保证列车再生制动能量被多个牵引变电所共同吸收，提高能量利用率。

第一方面，本发明提供一种能量可逆型牵引变电所，包括：四象限变流机组、控制器以及直流电流传感器；其中

所述四象限变流机组分别与所述交流电网和所内直流母线连接，所述所内直流母线与直流接触网连接，所述直流电流传感器与所述四象限变流机组的直流侧连接，所述直流电流传感器与所述控制器连接，所述控制器与所述四象限变流机组连接；

所述直流电流传感器用于测量所述四象限变流机组的直流侧电流，并将所述直流侧电流传输给所述控制器；

所述控制器用于控制所述四象限变流机组的直流电压给定值随着所述直流侧电流的变化而变化。

可选地，所述控制器用于通过如下公式(1)控制所述四象限变流机组的直流电压给定值随着所述直流侧电流的变化而变化：

U^*_dc＝U_1k-K·I_dc 公式(1)；

其中，U^*_dc为所述四象限变流机组的直流电压给定值，U_1k为所述四象限变流机组的空载电压，K为列车再生制动能量吸收系数，I_dc为所述四象限变流机组的直流侧电流。

可选地，所述列车再生制动能量吸收系数K值的大小是根据列车与所述能量可逆型牵引变电所之间的线路电阻设定的。

可选地，还包括：直流电压传感器；

其中，所述直流电压传感器与所述四象限变流机组的直流侧连接，所述直流电压传感器与所述控制器连接；

所述直流电压传感器用于测量所述四象限变流机组的直流侧电压，并将所述直流侧电压传输给所述控制器；

所述控制器还用于控制所述直流侧电压与所述四象限变流机组的直流电压给定值相等。