[发明专利]一种地铁光储系统及其控制方法在审

专利信息
申请号: 202010662516.8 申请日: 2020-07-10
公开(公告)号: CN111786452A 公开(公告)日: 2020-10-16
发明(设计)人: 李红波;罗文广;黄子昊;张超;张志学 申请(专利权)人: 中车株洲电力机车研究所有限公司
主分类号: H02J7/35 分类号: H02J7/35;H02J1/14;H02M3/335;B60L9/04
代理公司: 北京风雅颂专利代理有限公司 11403 代理人: 曾志鹏
地址: 412001*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 地铁 系统 及其 控制 方法
【说明书】:

本申请实施例提供了一种地铁光储系统及其控制方法,该地铁光储系统包括光伏电池阵列、阻抗网络、LLC谐振变换器、储能系统和控制装置,阻抗网络与光伏电池阵列连接,LLC谐振变换器的开关网络与阻抗网络形成阻抗源逆变器,LLC谐振变换器的正极输出端和负极输出端用于与直流牵引网连接;储能系统连接于正极输出端和负极输出端之间,包括储能元件和储能变换器,储能变换器具有允许正极输出端和负极输出端对储能元件充电的第一状态以及允许储能元件放电至正极输出端和负极输出端的第二状态。如此设计,可以减少能量变换环节和降低损耗。另外,通过设置储能系统,可以吸收多余的光伏发电能量和地铁的再生制动的能量,避免弃光和能源浪费的问题。

技术领域

本申请实施例涉及光伏设备技术领域,尤其涉及一种地铁光储系统及其控制方法。

背景技术

与铁路交流供电的方式不同,地铁等城市轨道交通的供电系统采用直流供电,供电系统包括牵引变电所和直流牵引网,地铁车辆通过第三轨受流或接触网受流的方式将直流牵引网中的电能引入地铁车辆。

随着光伏发电的发展,光伏发电装置可以在地铁线沿线路、高架桥声屏障以及地铁站出口屋顶等位置灵活配置,将分布于不同位置的光伏发电装置接入地铁的供电系统以提升光伏利用率,成为新能源利用的重要发展方向。相关技术中,光伏发电装置通常与牵引变电站连接,然后通过牵引变电站输送至直流牵引网,再通过直流牵引网传递至地铁车辆。

然而,相关技术的光伏发电装置产生的电能传递至地铁车辆的过程中存在的变换环节较多,产生的能量损耗较大。

发明内容

有鉴于此,本申请实施例提出一种地铁光储系统,以解决光伏发电装置产生的电能传递至地铁车辆过程中存在的变换环节较多,产生的能量损耗较大的问题。

基于上述目的,本申请实施例提供了一种地铁光储系统,包括:

光伏电池阵列;

阻抗网络和LLC谐振变换器,所述阻抗网络的输入端与所述光伏电池阵列连接,所述LLC谐振变换器包括开关网络、正极输出端和负极输出端,所述开关网络与所述阻抗网络形成阻抗源逆变器,所述正极输出端和所述负极输出端用于与直流牵引网连接;

储能系统,连接于所述正极输出端和所述负极输出端之间,包括储能元件和储能变换器,所述储能变换器具有允许所述正极输出端和所述负极输出端对所述储能元件充电的第一状态,以及,允许所述储能元件放电至所述正极输出端和所述负极输出端的第二状态;

控制装置,用于控制所述LLC谐振变换器中开关管的通断,以及控制所述储能变换器在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

在具有上述结构的地铁光储系统中,阻抗网络与LLC谐振变换器中的开关网络形成阻抗源逆变器,从而实现升、降压变换的功能,省去了一般光伏系统中单独的升压电路,减少了能量变换环节和降低了能量损耗,从而提升了系统效率。

另外,该地铁光储系统还包括储能系统,通过设置储能系统,可以吸收多余的光伏发电能量,避免弃光问题,提高能源利用率;同时,该储能系统又可以回收直流牵引网中地铁车辆的再生制动能量,从而避免制动时直流牵引网电压过高,损害车载设备;再者,当直流牵引网的地铁车辆启动或加速时,储能系统又可以向直流牵引网输入能量,支撑直流牵引网电压,保证直流牵引网传输能量的效率不降低。

在一种可能的实施方式中,所述阻抗网络包括第一电感、第二电感、第一二极管、第一电容和第二电容,以及第一阻抗输入端、第二阻抗输入端、第一阻抗输出端和第二阻抗输出端;

所述第一阻抗输入端、所述第一电感、第一二极管、第二电感与所述第一阻抗输出端依次连接,所述第一二极管导通方向为所述第一电感至所述第二电感的方向;

所述第一电容的一端连接于所述第一二极管和所述第二电感之间,所述第一电容的一端连接于所述第二阻抗输入端和所述第二阻抗输出端之间;

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