[发明专利]城轨列车车载超级电容器的控制方法

说明书

本发明提供了一种城轨列车车载超级电容器的控制方法，其特征在于：包括车载超级电容器、地面控制系统、列车制动系统和车载控制系统；所述控制方法包括：（一）列车制动时，列车制动系统将制动信号发送给车载控制系统；（二）车载控制系统收到制动信号后，从地面控制系统获取列车所处牵引段当前的实际发车间隔时间Δt；（三）车载控制系统根据获取的Δt按方法一获取当前应投入并联的超级电容器组的个数m；（四）车载控制系统控制m个超级电容器组对有效再生制动反馈能量进行吸收；采用本发明所述的控制方法，提高城轨列车车载超级电容器使用寿命短、降低使用成本。

技术领域

本发明涉及城轨列车自动控制技术领域，特别是一种城轨列车车载超级电容器的控制方法。

背景技术

城轨轨道交通牵引变电所通常采用二极管整流，当列车制动时，由于二极管的单向导通性，多余的再生制动能量不能通过牵引变电所返送至上级中压网络，如果附近没有其它列车来吸收再生制动能量，也没有其他储能装置来存储再生制动能量，受电弓处的电压将急剧上升，当电压超过规定上限值时，将由电阻耗能，从而导致再生制动失效的发生。

近年来，随着飞轮、电池、超级电容器等储能装置和技术的发展，储能技术被越来越多地运用到城轨交通运行系统来降低能耗及解决列车再生制动失效的问题。超级电容器组储能与其它储能方式相比，具有功率密度高、充电速度快、充放电能力强、对环境无污染等优点，已在国际和国内逐步推广使用。

根据安装位置不同，超级电容器可分为车载和地面两种方式。车载式超级电容器的作用在于，能将列车制动时所产生的制动反馈能量进行储存，在车辆再次起动或加速时将能量重新释放给车辆自身使用。当列车再生制动时，牵引电动机改为发电机工况，将列车运行的动能转换为电能，有效再生制动能量优先为同一牵引段下相邻列车牵引提供能量，剩余部分的作为再生制动反馈能量被车载超级电容器吸收，无法吸收的则由电阻斩波消耗。这种再生制动方式可降低城轨列车从电网吸取的电能，节能减耗，降低运营成本；同时由于车载超级电容器的缓冲作用，可避免列车频繁起动和制动对直流供电网冲击，改善供电质量。

事实上，城市轨道交通的客流量可分为高峰、平峰和低峰。根据客流量的不同，列车发车密度也有所不同，发车时间间隔通常为2分半到10分钟甚至更长。在不同发车密度下，所需要投入使用的超级电容器的容量是存在着差异的。在较小发车间隔下，同一牵引段下相邻列车间的能量交互频繁，留给车载超级电容器吸收的再生制动反馈能量少，所需投入使用的车载超级电容器的储容量小；随着发车间隔的增加，列车之间能量的交互频率降低，留给车载超级电容器吸收的再生制动反馈能量增多，所需投入使用的车载超级电容器的储容量变大。

然而现有技术中，通常按照较长的发车时间间隔设计列车车载超级电容器，使用过程中，每次列车牵引和制动时，所有的车载超级电容器组将全部投入使用。列车在运行过程中，由于进站制动、出站牵引十分频繁，将全部车载超级电容器组投入使用，其充、放电次数过多，加速缩短了整个车载超级电容器的使用寿命。

发明内容

针对背景技术的问题，本发明提供一种城轨列车车载超级电容器的控制方法，以解决现有技术中，城轨列车车载超级电容器使用寿命短、使用成本高的问题。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种城轨列车车载超级电容器的控制方法，创新点在于：包括车载超级电容器、地面控制系统、列车制动系统和车载控制系统；所述车载超级电容器由多个超级电容器组并联而成，单个超级电容器组由多个电容单体串联而成；所述控制方法包括：

(一)列车制动时，列车制动系统将制动信号发送给车载控制系统；

(二)车载控制系统收到制动信号后，从地面控制系统获取列车所处牵引段当前的实际发车间隔时间Δt；

(三)车载控制系统根据获取的Δt按方法一获取当前应投入并联的超级电容器组的个数m；

(四)车载控制系统控制m个并联的超级电容器组对有效再生制动反馈能量进行吸收；