[发明专利]轨道交通车辆混合供电系统及其控制方法、轨道交通车辆

说明书

本发明公开了一种轨道交通车辆混合供电系统及其控制方法、轨道交通车辆，供电系统包括柴油发电机组；所述柴油发电机组与AD/DC变流器连接；所述AC/DC变流器通过直流母线与牵引逆变器连接；其特征在于，光伏组件、储能装置并联接入所述AC/DC变流器与所述牵引逆变器之间的直流母线上。本发明解决了柴油发电机组、光伏发电系统、锂电池储能系统运行条件下的能量匹配问题，降低了燃油消耗、尾气排放和噪音，增加了能量利用率。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，特别是一种轨道交通车辆混合供电系统及其控制方法、轨道交通车辆。

背景技术

目前轨道交通受限于区域经济发展、自然条件限制等诸多因素，非电气化铁路仍将长期存在并且占据较大比例，内燃牵引永远是不可或缺的重要补充，无论是在新建和维护成本方面，还是在运用环境条件方面，以及灾害抢救、战备运输等诸多领域均有着无可替代的优越性。但是对于内燃牵引车辆，大功率柴油机的排放、重量、体积以及噪音一直是困扰内燃车辆的瓶颈问题。因此如何在保证车辆需求功率的同时，减小柴油发电机组重量、体积以及燃油消耗，是解决该问题的关键。

太阳能是典型的可再生能源，永不枯竭，且太阳能无污染，无噪音，同时太阳能为完全清洁的能源，不排放任何污染气体和有害物质。现有太阳能如果独立应用于轨道交通车辆，一方面由于太阳能本身发电功率较小，不能满足轨道交通车辆在各种工况下的功率需求；另一方面，太阳能受限于光照的影响，当光照不足时，其发电功率也较小，同样具有局限性。如何既利用太阳能的可再生能源，同时又满足车辆在各种工况下的功率需求，是需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种轨道交通车辆混合供电系统及其控制方法、轨道交通车辆，减少柴油发电机组的燃油消耗，减小柴油发电机组功率、体积、重量，减少污染气体排放，增加能量利用率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种轨道交通车辆混合供电系统，包括柴油发电机组；所述柴油发电机组与AD/DC变流器连接；所述AC/DC变流器通过直流母线与牵引逆变器连接；光伏组件、储能装置并联接入所述AC/DC变流器与所述牵引逆变器之间的直流母线上。

将光伏组件与柴油发电机组结合使用，解决了太阳能作为独立动力源时功率较小以及受限于光照影响，具有局限性的问题，可以满足车辆在各种工况下的功率需求。

所述光伏组件通过控制器并连接入所述AC/DC变流器与所述牵引逆变器之间。控制器设置于光伏汇流箱内，控制器将光伏组件发出来的直流电转换成中间直流母线电压。

所述储能装置通过DC/DC变流器接入所述AC/DC变流器与所述牵引逆变器之间，DC/DC变流器将储能装置输出的电能转换为直流，供给直流母线。

所述AC/DC变流器还与辅助变流器连接，为辅助变流器供电。

本发明还提供了一种上述供电系统的控制方法，包括：当车辆功率需求不足时，光伏组件将太阳能转化为直流电源，直接为车辆提供电能；当车辆无功率需求时，所述光伏组件转化后的能量存储至储能装置，在车辆功率需求不足或者光线不充足时，所述储能装置释放电能，为车辆供电。

在车辆工作模式下，所述光线不充足的判定方法包括：当所述光伏组件发电功率大于或等于预设值时，判定为光线充足；当所述发电功率小于预设值时，判定为光线不充足。

当光线充足时：

若车辆功率需求大于0，则，当车辆需求功率不大于光伏组件的额定发电功率时，光伏组件以额定功率发电，一部分用于车辆需求，剩下的一部分提供给储能装置存储；