[实用新型]一种替代轨道交通制动电阻的储能系统

说明书

本实用新型公开了一种替代轨道交通制动电阻的储能系统，该储能系统包括以锂离子电容作为储能单元的储能部分，该储能部分通过其主回路上的电气部分连接变流柜，变流柜连接地铁电网系统，该系统还包括可对储能系统起到监测、控制作用的控制部分。本实用新型采用锂离子电容作为基础的储能单元，做成一个可替代制动电阻的储能系统，将车辆上需制动电阻消耗的能量储存至该储能系统，待车辆启动之后迅速通过快速放电将储存的电量输送至电网供车辆使用，整个过程不会产生高温，从而达到节约能源、能源重复利用、减少污染等效果。布置在地铁站台的配电房内，不会占用车辆的空间，不会增加车辆自身重量。

技术领域

本实用新型涉及一种储能系统，具体为替代轨道交通制动电阻的储能系统。

背景技术

城市轨道交通工程中，普遍采用直交变压变频的传动方式，车辆的制动方式为电制动(再生制动)+机械制动，运行中以电制动为主，机械制动为辅，列车在运行过程中，由于站间距较短，列车启动、制动频繁，制动能量相当可观。

目前国内城市轨道交通主要是采用制动电阻消耗吸收装置处理列车运行、刹车过程中的再生能量，而制动电阻只能车载，且它体积庞大，重量重；由于车载制动电阻是依靠电阻来消耗动能及电能，由于制动能量非常大，故整个过程定会产生高温，地铁站台内环境温度也会随之升高，从而形成能量的大量浪费，也增加了站内空调通风装置的负担，并使城轨建设费用和运行费用增加。

随着国内、国外对于地铁制动能量回收市场的关注及开发，地铁制动能量回收已逐渐成为该行业的主流节能方向。

随着近年锂离子电容的飞速发展成为新一代的储能元件，其功率特性好，能量密度高，理论上可以满足轨道交通再生制动能量吸收释放的要求，可以有条件地替代制动电阻。但目前为止并未有锂离子电容作为储能元件替代制动电阻投入使用，也未见任何报道。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可替代制动电阻的储能系统，该储能系统有效解决了现有制动电阻体积庞大、温度高、能量浪费的缺点。

为解决以上技术问题，本实用新型所述替代轨道交通制动电阻的储能系统，包括以锂离子电容作为储能单元的储能部分，该储能部分通过其主回路上的电气部分连接变流柜，变流柜内设置有DC/DC变换器，并连接地铁电网，该系统还包括可对储能系统起到监测、控制作用的控制部分。

进一步地，所述储能部分由若干个锂离子电容单体经串并联得到锂离子电容模组，再由若干个锂离子电容模组经串并联得到。具体串并联方式及数量，根据实际的电量储存要求确定。

进一步地，所述储能部分主回路上连接的电气部分包括电流传感器、主接触器、熔断器、与主接触器并联的预充电接触器和预充电电阻。

进一步地，所述储能部分、电流传感器、主接触器、熔断器、预充电接触器和预充电电阻设置于储能柜内，所述储能柜并联设置有若干个，在并联设置的若干储能柜的回路上设置有逻辑开关。储能部分通过预充接触器、主接触器、逻辑开关，电流传感器等实现充放电过程。

进一步地，所述储能柜、逻辑开关、控制部分设置于储能系统柜内。

进一步地，所述逻辑开关为手动闸刀开关或断路器。

进一步地，所述控制部分包括CMS电容管理系统，该CMS电容管理系统由低压部分24VDC供电，并对储能系统进行监测和控制，包括对储能系统主回路及主回路以外的外部绝缘等重要信息进行监测和控制。CMS电容管理系统(Capacity Management System)，可以读取每个锂离子电容单体电芯的电压、温度、电流信息，可以读取储能系统的电压、电流、容量信息，可以在储存系统出现故障时采取保护措施，可以在必要时主动均衡单体电芯的电压。

本实用新型所述的前述储能系统的充放电方法：

a、储能系统充电过程