[发明专利]基于飞轮储能和电阻制动的再生能量回收系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于飞轮储能和电阻制动的再生能量回收系统，该系统包括：用于输出电能给轨道供电的供电网、用于输出电能给列车供电的直流母线、设于直流母线与供电网之间的整流器和变压器，所述整流器的直流侧与直流母线连接，交流侧与变压器的一端连接，变压器的另一端与所述供电网连接，所述供电网输出的电能经过变压器、整流器转换后与直流母线相适配，其特征在于，该系统还包括：

至少一个飞轮储能回馈装置，所述飞轮储能回馈装置与所述直流母线连接，所述飞轮储能回馈装置用于将列车制动时产生的再生能量转化为动能储存或将储存的动能转化为电能释放供列车使用；

至少一个电阻吸收装置，所述电阻吸收装置与所述直流母线连接，所述电阻吸收装置将所述飞轮储能回馈装置吸收后的剩余能量可控消耗，所述电阻吸收装置包括第一直流开关、第二直流开关、滤波模块、斩波器、电阻和续流二极管，所述滤波模块包括：电感、电容，所述电感的一端与所述第一直流开关连接，所述电感的另一端分别与所述斩波器、所述电容连接，所述斩波器还分别与所述电阻、所述续流二极管连接，所述电容、所述续流二极管、所述电阻均与所述第二直流开关连接；

设于直流母线上的电压传感器，用于检测直流母线电压；

所述飞轮储能回馈装置与所述电阻吸收装置根据所述电压传感器的检测结果改变运行状态。

2.根据权利要求1所述的基于飞轮储能和电阻制动的再生能量回收系统，其特征在于，所述飞轮储能回馈装置包括用于直流-交流转换、交流-直流转换的双向变流器和用于电能-动能转换、动能-电能转换的飞轮储能单元，所述双向变流器的直流侧与所述直流母线连接，所述双向变流器的交流侧与所述飞轮储能单元连接。

3.根据权利要求1所述的基于飞轮储能和电阻制动的再生能量回收系统，其特征在于，所述直流母线的额定电压为750V或1500V。

4.一种应用于上述权利要求1至3任意一项所述的基于飞轮储能和电阻制动的再生能量回收系统的控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

电压传感器检测直流母线电压；

飞轮储能回馈装置与电阻吸收装置根据所述电压传感器的检测结果改变运行状态；

所述飞轮储能回馈装置的运行状态包括：充电、放电、待机，所述电阻吸收装置的运行状态包括：吸收、待机；

列车制动时，当直流母线电压大于或等于第一吸收阈值时，飞轮储能回馈装置充电，当直流母线电压小于第一吸收阈值时，飞轮储能回馈装置待机；

在直流母线电压大于或等于第一吸收阈值时，

若直流母线电压小于第二吸收阈值，电阻吸收装置待机；

若直流母线电压大于或等于第二吸收阈值，电阻吸收装置吸收。

5.根据权利要求4所述的基于飞轮储能和电阻制动的再生能量回收系统的控制方法，其特征在于，所述电阻吸收装置通过改变斩波器的导通比调整吸收功率的大小。

6.根据权利要求5所述的基于飞轮储能和电阻制动的再生能量回收系统的控制方法，其特征在于，

列车启动或加速时，当直流母线电压小于或等于放电阈值时，飞轮储能回馈装置放电，电阻吸收装置待机；

当直流母线电压大于放电阈值时，飞轮储能回馈装置待机，电阻吸收装置待机。