[发明专利]一种城轨交通再生制动能量管控系统

权利要求书

1.一种城轨交通再生制动能量管控系统，用于城轨交通牵引供电系统中再生制动能量的管控利用，所述的城轨交通牵引供电系统包括接触网和多个牵引变电站，所述的牵引变电站分别连接接触网，特征在于，所述的再生制动能量管控系统包括多个用于列车制动能量长距离调度管控的旁路直流母线回路，各旁路直流母线回路分别并联于待调度区域的两个牵引变电站之间的接触网上，所述的旁路直流母线回路与所述的接触网进行能量双向流动；

所述的旁路直流母线回路包括直流母线、联网开关和高压支撑电容，所述的联网开关设置两个，直流母线两端分别通过联网开关连接至所述的接触网形成并联网络，所述的联网开关为能量双向流动开关，联网开关用于直流母线和接触网的能量双向流动，所述的高压支撑电容连接所述的直流母线，高压支撑电容用于支撑直流母线电压；

所述的旁路直流母线回路还包括用于存储多余再生制动能量的储能装置，所述的储能装置连接直流母线；

所述联网开关包括用于能量从接触网向直流母线流动的第一开关支路以及用于能量从直流母线向接触网流动的第二开关支路，所述的第一开关支路和第二开关支路并联且任意一时刻最多只有一个开关支路导通；

所述的第一开关支路包括二极管，二极管阳极连接至接触网，二极管阴极连接直流母线；

所述的第二开关支路包括单向DC/DC开关电路，所述的单向DC/DC开关电路的输入端连接直流母线，输出端连接接触网；

该系统包括如下三种控制模式：

模式一、车辆制动导致牵引变电站n处局部接触网电压升高：U_Tn＞U_Ci，U_Tn为牵引变电站n处接触网网压，U_Ci为与之连接的旁路直流母线回路中旁路直流母线电压，接触网中再生制动能量从旁路直流母线回路中位于牵引变电站n端的联网开关流向旁路直流母线回路，同时，能量流入旁路直流母线回路后从旁路直流母线回路另一端的联网开关流入与之连接的另一牵引变电站处的接触网供其他牵引车辆使用，剩余不能被其它牵引车辆利用的再生制动能量则流向储能装置进行储能；

模式二、车辆牵引导致牵引变电站m处局部接触网电压降低：U_Tm＜U_lmin，U_Tm为牵引变电站m处接触网网压，U_Tm为设定网压跌落时的阈值电压，则控制与牵引导致牵引变电站m处接触网连接的旁路直流母线回路中位于牵引变电站m端的联网开关打开，旁路直流母线回路中的能量从该联网开关流向接触网，同时，若旁路直流母线回路另一端联网开关位置处的接触网电压升高，则对应联网开关主动打开，再生制动能量通过旁路直流母线回路流入牵引变电站m处接触网，另外，储能装置通过旁路直流母线回路为牵引变电站m处接触网馈电；

模式三、当接触网电压在一定范围内波动时，旁路直流母线回路两端的联网开关均不动作。

2.根据权利要求1所述的一种城轨交通再生制动能量管控系统，其特征在于，该系统还包括能量分配控制器，所述的能量分配控制器分别连接储能装置和联网开关。

3.根据权利要求1所述的一种城轨交通再生制动能量管控系统，其特征在于，模式一中向储能装置进行储能时应满足SOC≤SOCmax，其中SOC为储能装置当前荷电状态，SOCmax为储能装置荷电状态最大值，否则储能装置不动作。

4.根据权利要求1所述的一种城轨交通再生制动能量管控系统，其特征在于，模式二中储能装置向接触网馈电时应满足SOC＞SOCmin，其中SOC为储能装置当前荷电状态，SOCmin为储能装置荷电状态最小值，否则储能装置不动作。